Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen
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5.1 <strong>Elektromigration</strong> <strong>in</strong> polykristall<strong>in</strong>en <strong>Gold</strong>leiterbahnen 65<br />
a b<br />
c,d<br />
} �T = 70 K<br />
Abb. 5.2: Zeitliche Entwicklung des Widerstandes der Leiterbahn aus Abb. 5.1. Nach e<strong>in</strong>em<br />
anfänglichen Abs<strong>in</strong>ken steigt der Widerstand bis etwa zehn St<strong>und</strong>en Gesamtdauer leicht<br />
an, bevor es gegen Ende des Experimentes zu e<strong>in</strong>em stärkeren Widerstandsanstieg kommt. Zu<br />
Beg<strong>in</strong>n des Experimentes, sowie nach den beiden Messunterbrechungen nach zwei bzw. fünf<br />
St<strong>und</strong>en gibt es e<strong>in</strong>en sprunghaften Widerstandsanstieg (man beachte die unterbrochene Ord<strong>in</strong>atenachse)<br />
verb<strong>und</strong>en mit e<strong>in</strong>er Erwärmung der Leiterbahn um 70 K. Die gestrichelte L<strong>in</strong>ie<br />
dient als Augenführung für den E<strong>in</strong>fluss der morphologischen Änderungen auf den Widerstand<br />
(entnommen [169]).<br />
Die Sterne <strong>in</strong> Abb. 5.2 bei null, zwei <strong>und</strong> fünf St<strong>und</strong>en entsprechen den Messwerten<br />
für R(0). Man erkennt zu Beg<strong>in</strong>n jeder E<strong>in</strong>zelmessung e<strong>in</strong>en sprunghaften Widerstands-<br />
anstieg von ca. 1, 8 Ω, der auf die Joul’sche Erwärmung des Drahtes zurückzuführen ist.<br />
Mit Hilfe der Widerstandsdaten berechnet man e<strong>in</strong>en Temperaturanstieg zu Beg<strong>in</strong>n der<br />
ersten Messung von 70, 4 ◦ C, welcher bei den folgenden E<strong>in</strong>schaltvorgängen annähernd<br />
konstant bleibt. Dies ist e<strong>in</strong> Beleg dafür, dass sich die Mikrostruktur der Leiterbahn bei<br />
den oben genannten Messunterbrechungen von zwei bzw. e<strong>in</strong>em Tag nicht wesentlich<br />
verändert hat.<br />
Neben dem sprunghaften Anstieg des Widerstandes bei Anlegen der Spannung, er-<br />
kennt man zu Beg<strong>in</strong>n der e<strong>in</strong>zelnen Messungen e<strong>in</strong>en weiteren leichten Anstieg des Wi-<br />
derstandes. Der Gr<strong>und</strong> hierfür ist die langsame Thermalisierung mit dem Siliziumsub-<br />
strat, wie es bereits <strong>in</strong> Kap. 4.1.2 beschrieben wurde. Nach der Thermalisierung mit<br />
dem Substrat kommt es nach dem ersten Anlegen der Spannung zu e<strong>in</strong>em Abs<strong>in</strong>ken des<br />
Widerstands, welches auch von anderen Autoren gef<strong>und</strong>en wurde [174] <strong>und</strong> auf Ausheil-<br />
effekte <strong>in</strong>nerhalb der Leiterbahn zurückzuführen ist. Dieses Verhalten wurde bei sehr vie-<br />
len Leiterbahnen beobachtet <strong>und</strong> sche<strong>in</strong>t größtenteils unabhängig von der Porenbildung