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Mn_(3)Ag_((1-x))Cu_((x))N antiperovskite thin films with ultra-low temperature coefficient of resistance

Journal of Materials Science & Technology 2022年第4期99卷 138-147页

作者： Cecil Cherian Lukose Guillaume Zoppi Martin Birkett Faculty of Engineering and Environment Northumbria UniversityNewcastle upon Tyne NE18STUnited Kingdom

We demonstrate the first successful attempt to partially substitute Cu into the Mn_(3)AgN-antiperovskite system to form Mn_(3)Ag_((1-x))Cu_((x))N thin films with an ultra-low temperature coefficient of resistance(TCR)for fabrication of ultra-precise passive components.Films were grown by reactive magnetron sputtering on alumina and glass substrates and were found to be amorphous in nature with highly negative TCR of-233 to-351 ppm/℃in their as-grown state.Increasing Cu alloying from x=0 to 1,resulted in increased sheet resistance,a negative shift of TCR and a change of grain morphology from spherical to elongated.Post-deposition heat treatment at 300-375℃,resulted in a positive shift of TCR and an ultra-low TCR of-4.66 ppm/℃for films with x=0.6.The heat treatment induces grain growth,surface roughness and the formation of a manganese oxide upper surface layer up until temperatures of 350℃,after which surface oxidation begins to dominate.The growth rate of the surface layer is controlled by the Cu concentration and heat treatment temperature,which both play a central role in the development of these novel ultralow TCR Mn_(3)Ag_((1-x))Cu_((x))N thin film structures.

关键词： Antiperovskite Thin film Sputter deposition Annealing Surface oxidation near-zero temperature coefficient of resistance

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