ний пар, що переходить при насиченні в двовимірну рідину, яка в подальшому кристалізується.
Спостереження процесу конденсації підтвердили існування двох механізмів конденсації пар - рідина (П-Ж) та пар - рідина - кристал (П-Ж (К)). Температура, що обмежує пар - кристал від пар - рідина - кристал, дорівнює двом третім температури плавлення осаждаемого матеріалу.
Є припущення про існування ще однієї критичної температури підкладки рівний однієї третини температури осаждаемого речовини. При температурах підкладки вище цієї температури конденсація здійснюється за механізмом П-К, а при температурах нижче цієї температури конденсація здійснюється за механізмом пар - рідина аморфна фаза (П-Ж (А)). Цей механізм характеризується утворенням метастабільних кристалічних і аморфних плівок, які можна розглядати як переохолоджену рідину. Існування цього механізму обумовлено низькою міграційною здатністю атомів на підкладці при низькій температурі, а так само складним типом сил зв'язку в решітці.
1.4 Розподіл сконденсованих атомів на підкладці
Переміщення адсорбованих частинок по поверхні визначається потенційним полем підкладки і здійснюється скачками через потенційні бар'єри. Поверхнева рухливість адсорбованих частинок повинна сприяти рівномірному їх розподілу. Разом з тим між адсорбованими частинками завжди виникає взаємодія, оскільки, принаймні, є поляризаційне тяжіння, яке обумовлює збирання адсорбованих частинок в групи. Утворюються скупчення адсорбованих частинок. Обидві вищевказані тенденції, діючі протилежно, визначають в кожному окремому випадку ступінь нерівномірності покриття підкладки адсорбованими частинками. Взаємодії з потенційним полем підкладки, атоми закріплюються в найбільш глибоких потенційних мінімумах. Збільшення числа обложених атомів призводить до утворення скупчень, в яких атоми розташовуються на відстанях, кратних періоду решітки підкладки. При цьому залежно від співвідношення сил взаємодії між адсорбованими атомами та їх взаємодії з атомами підкладки розміри скупчень можуть бути різними. При слабкій взаємодії між атомами в скупченні виникають групи великих розмірів, в граничному випадку призводять до утворення моноатомной шарів. В іншому випадку, коли взаємодія між адсорбованими атомами більш сильне, ніж їх зв'язок з атомами підкладки, утворюються дрібні скупчення, які потім переходять в зародки.
Основною умовою освіти зародка є наявність скупчення певного розміру. При даній температурі підкладки і концентрації адсорбованих атомів існує таке скупчення їх, додавання до якого ще одного атома викликає їх стягання, спонтанне перетворення в зародок. Така поведінка викликано конкуруючою взаємодією адсорбованих атомів один з одним і з підкладкою. Сили зв'язку адсорбованих атомів з підкладкою прагнуть утримати їх в скупченні, в той час як сили взаємодії між атомами, що утворюють скупчення, прагнуть зібрати їх в кристалічну решітку з міжатомними відстанями, характерними для структури даного матеріалу. У міру зростання числа атомів в скупченні збільшується сумарна сила, яка прагне стягти скупчення в зародок. Зменшення відстаней між атомами підвищує сили взаємодії, що призводить до лавиноподібного розвитку процесу стягування скупчення і миттєвому утворенню зародка. Таким чином, першою умовою освіти зародка є наявність скупчення певного розміру, званого критичним, починаючи з якого відбувається розвиток процесу зародкоутворення. Зародок критичного розміру може утворитися: а) в паровій фазі; б) на підкладці, коли зародок докритического розміру, падаючи на підкладку, стикається з адатома, утворюючи зародок закритичного розміру; в) за рахунок поверхневої дифузії адатомів по підкладці.
Виниклий критичний зародок є нестійким утворенням, оскільки відрив хоча б одного атома приводить до розпаду зародка, а додавання до нього атомів призводить до подальшого росту і зміцненню його.
Процес зародкоутворення описується двома основними теоріями, заснованої на капілярної та атомної моделях, які відрізняються один від одного в підході до обчислення енергії утворення зародків. Ці теорії отримали назву термодинамічної та статичної відповідно.
Статистична теорія описує процес зародкоутворення використовуючи відомі характеристики міжатомної взаємодії. Вона добре описує зародкоутворення матеріалів для яких характерні малі критичні зародки, тобто матеріали з великою вільною енергією конденсації в масивному кристалі і зародкоутворення при високих пересиченнях.
1.5 Зростання зародків і формування суцільних плівок
При досягненні зародком розміри більше критичного ймовірність його росту стає більше ніж вірогідність розпаду. Дослідження процесу утворення і росту плівок показали, що в початковий момент на...
