恒功率下承受高电流密度的 Pt 微加热器的晶粒生长

当横向尺寸为 $1\times10$ $\mu$m$^2$ 的 $50$ nm 厚 Pt 微加热器承受高电功率时，其电阻 $R$ 如预期般上升。然而在初始上升之后，在维持恒定电功率耗散的同时，$R$ 逐渐减小。我们发现 $R$ 的降低伴随着我们加热器多晶 Pt 薄膜中的晶粒生长。这由 XRD 测量和 SEM 成像所证实。在经高温炉退火处理的薄 Pt 膜中也观察到类似的晶粒尺寸生长。因此我们主张，在微加热器中维持高功率耗散对其材料结构具有与后退火相同的效应。我们观测到 $50$ nm 厚原生 Pt 薄膜/加热器的面内晶粒尺寸为 $D_\parallel=15$ nm。当在温度 $T=600^\circ$C 下后退火 30 min 时，$D_\parallel=30$ nm，相比之下当电流通过加热器时，我们估计平均晶长度为 $D_\parallel=35$ nm。