Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 131 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

131
Островок содержит число атомов n
i
определяемых уравнением
34
3
i
r
,
где - атомный объем. Определяя свободную энергию на атом
i
или
химический потенциал как dG/d n
i
после подстановки имеем,
i
ii
ii
i
i
i
r
drr
drr
rd
rd
2
4
8
34
4
23
2
(5.85)
В химической термодинамике химический потенциал часто
ассоциируется с так называемой " тенденцией вещества к переходу из
одного состояния в другое ". Где большое, эффективная атомная
концентрация велика, принуждая их смещаться в область, где
маленькое. Это случай за пределами очень маленьких частиц. Так, если
r
1
> r
2
как показано,
2
>
1
, атомы будут диффундировать вдоль
подложки от частицы 2 (уменьшая ее размеры) к частице 1 которая
растет за счет предыдущей. Таким образом, установленный для
коалесценции механизм не нуждается в прямом контакте островков. В
многоостровковой системе детали кинетики сложны, однако
вызревание служит для того, чтобы установить квазистационарное
состояние распределение размеров островков, которое меняется со
временем.
Процессы вызревания Оствальда никогда не достигают
равновесия в процессе роста пленки, и теоретически предсказывают
довольно узкое распределение размеров кристаллитов, которое как
правило не наблюдается.
Спекание - это механизм коалесценции, приводящий островки в
контакт. Он может быть понят, рассмотрением рисунка 5.23, на котором
изображена временная последовательность событий коалесценции
частиц золота Au на молебдените (MoS
2
) при 400°C. В течение десятков
секунд формируется шейка между островками, которая утолщается за
счет атомов, переносимых в эту область. Движущая сила шеек это
просто естественное стремление к снижению полной поверхностной
энергии (или площади) системы. Так как алгебраическая величина для
атомов, расположенных на выпуклой поверхности островка (r > 0)
превышает величину для атомов расположенных вогнутой шейке (r <
0), между этими областями появляется эффективный градиент
концентраций.
Это приводит к переносу массы в шейку. Изменение кривизны
поверхности островка также приводит к разности локальной
концентрации, что облегчается массопереносом.

Страницы