Thickness dependent dielectric loss of plasma poly(ethylene oxide) films

Abstract

Plazma poli (etilen oksit) (pPEO) ince film örneklerinin dielektrik özellikleri oda sıcaklığında incelendi. Farklı kalınlıklardaki ince film örnekleri, 5 W plazma boşaltma gücünde plazma destekli fiziksel buhar depozisyonu (PAPVD) tekniği ile elde edildi. Film kalınlıkları 20, 100, 250, 500 nm’dir. Artan film kalınlığı ile dielektrik sabitinin arttığı gözlenmiştir. Dielektrik kayıp ve frekans ilişkisi ile belirlenen relaksasyon zamanları, artan kalınlık ile daha yüksek frekanslara kaymaktadır. Film kalınlığına ilaveten, ısıtma süreçleri bir diğer parametre olarak tanımlandı. Bu amaçla, ince film örnekleri sırasıyla ısıtılmış ve soğutulmuştur. Soğutma sürecindeki dielektrik kaybın maksimum ve minimumunun, ısıtma sürecindeki maksimum ve minimumunun belirlendiği frekanslardan daha alçak frekanslarda meydana geldiği gözlenmiştir. Bu sonuçlar, daha ince filmlerde ölü tabakanın etkisini gösterebilir. Isıtma sürecinden sonra, dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp davranışından, çapraz bağlanma yoğunluğunun ısıtma etkisiyle arttığı gözlenmiştir. Bu etki PAPVD'nin ürünü olan serbest radikaller arasında ek tepkimelere neden olabilir. Ayrıca dinamik camsı geçiş sıcaklıkları hesaplandı. Bu sıcaklıklar ölü tabaka yaklaşımı etkisini ispatlamaktadır.