Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

110
4. Как можно описать термодинамически различные механизмы
роста пленки?
5. Какое влияние оказывает скорость осаждения пленки и
температура на энергию нуклеации и размер зародышей?
Тем не менее, данные, относящиеся к процессам
зародышеобразования на атомарном уровне, скорость, при которой они
осуществляются, число стабильных зародышей рождающихся в
единицу времени, не легко объясняемые с позиций термодинамики,
будут рассмотрены в последующих разделах. Поверхностная энергия
материала играет ключевую роль при обсуждении этих вопросов.
Поверхностная энергия была определена как энергия на единицу
площади (Дж/м
2
). Металлы имеют более высокую поверхностную
энергию, чем оксиды, галогениды щелочных металлов, сульфиды и
органические соединения. Поверхностная энергия всех элементов в
жидком и твердом состоянии лежит в интервале 0.2 - 3 Дж/м
2
.
Типичное значение поверхностной энергии 1 Дж/м
2
(=1000
эрг/см
2
). Более высокие значения характерны для переходных
металлов, меньшие – для щелочных и двухвалентных металлов,
металлоидов и инертных газов. Для органических соединений и
водных растворов часто менее 100 Дж/м
2
. Поверхностная энергия
слабо уменьшается с ростом температуры , d/dT 0.05 мДж/м
2
°C
-1
.
Поверхностная энергия и поверхностное натяжение имеют
одинаковую размерность: размерность отношения сила/длина
эквивалентно размерности энергия/площадь. Однако эти два термина,
строго говоря, не эквивалентны. Определение поверхностной энергии
связано с выполняемой работой (dW) на материале, когда площадь его
поверхности (A) увеличивается, т.е dW = dA. Поверхность меняет
свою энергию изменением либо A либо . Последняя возможность
предполагает изменение атомного расположение или реконструкции
поверхности и может быть осуществлена как механическая работа по
растяжению или деформированию поверхности. Для твердых тел
поверхностное напряжение приводит к этому. В случае жидкостей,
которые не выдерживают механических напряжений, уменьшение
поверхности обусловлено более эффективными связями в объеме, чем
на поверхности.
5.8 Гомогенное зародышеобразование
Когда пересекается критическая граница, делящая области
стабильных фаз на фазовой диаграмме, появляется новая фаза. Чаще
всего это происходит при уменьшении температуры и тогда
начинается конденсация газовой фазы, затвердевание, или иные
фазовые переходы, и т.д. Когда подобные превращения происходят,

Страницы