Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen
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74 5. Ergebnisse <strong>und</strong> Diskussion: <strong>Gold</strong>leiterbahnen<br />
Abb. 5.8: Weiteres Beispiel für die Entwicklung der Stromdichte an der Durchbruchsposition<br />
e<strong>in</strong>er polykristall<strong>in</strong>en <strong>Gold</strong>leiterbahn. In diesem Fall entwickelt sich die kritische Pore erst nach<br />
ca. der Hälfte der Gesamtdauer des Experiments.<br />
makroskopische Poren bilden. Bei den polykristall<strong>in</strong>en <strong>Gold</strong>leiterbahnen wird nur e<strong>in</strong>e<br />
kurze Inkubationszeit (im Beispiel ca. fünf M<strong>in</strong>uten) gef<strong>und</strong>en. Der Gr<strong>und</strong> hierfür s<strong>in</strong>d<br />
die bereits vorhandenen Störungen des Atomgitters <strong>in</strong> Form von Korngrenzen, welche<br />
das Wachstum von makroskopischen Poren begünstigen.<br />
Abb. 5.8 zeigt die Stromdichte an der Durchbruchposition der Leiterbahn. Man er-<br />
kennt, dass sich zunächst ke<strong>in</strong>e kritische Pore gebildet hat. Erst nach ca. 14 M<strong>in</strong>uten<br />
kommt es an dieser Position zur Bildung von Poren <strong>und</strong> dementsprechend steigt die<br />
Stromdichte (ausgehend vom Anfangswert von 1, 3 ∗ 10 8 A/cm 2 ) kurz vor dem elek-<br />
trischen Durchbruch auf e<strong>in</strong>en Wert von ca. 3, 1 ∗ 10 8 A/cm 2 an. Vergleicht man die<br />
Entwicklung der Stromdichte mit den Widerstandsdaten aus Abb. 5.6, erkennt man für<br />
dieses Beispiel e<strong>in</strong>en direkten Zusammenhang: Nach 14 M<strong>in</strong>uten kam es im Widerstand<br />
zu e<strong>in</strong>em kurzzeitigen Anstieg. Solche abrupten Widerstandsanstiege s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> der Litera-<br />
tur bereits beschrieben worden [30]. Es ist allerd<strong>in</strong>gs nicht möglich, über diesen abrupten<br />
Widerstandsanstieg auf die verbleibende Lebensdauer der Leiterbahn zu schließen. Der<br />
Zusammenhang zwischen den Widerstandsdaten <strong>und</strong> dem Wachstum der kritischen Pore<br />
kann erst nach dem Experiment gezogen werden. Es ist, selbst bei e<strong>in</strong>em <strong>in</strong>-situ Expe-<br />
riment, nicht möglich, nach e<strong>in</strong>em abrupten Widerstandsanstieg die kritische Pore zu<br />
bestimmen <strong>und</strong> anhand deren Wachstum die (verbleibende) Lebensdauer der Leiterbahn<br />
zu berechnen.