найбільш ймовірно при осадженні на поверхню, що має низьку температуру. При високій температурі поверхні і відносно низькою щільності потоку вступників на поверхню атомів зародкоутворення проявляється переважно на дефектах. За певних умов і режимах процесу осадження перший і другий механізми можуть протікати одночасно.
Для опису процесів росту зародків використовують різні підходи: термодинамічний, молекулярно-кінетичний, статистичний, квантовий та ін У термодинамічної теорії зародок критичного розміру розглядається як мікрочастинка конденсованої фази, що має найбільш високу енергію Гіббса G (малюнок 2.3), і подальше її зростання супроводжується зниженням енергії, тобто є найбільш вірогідним процесом. br clear=all>В
У разі сферичної частинки значення вільної енергії Гіббса можна представити як суму її поверхневої та об'ємної складових:
G = 4рR 3 /3 - 4рR 2, (2.3)
де - питома об'ємна вільна енергія; - поверхнева енергія; R-розмір часток.
Критичного розміром зародка R кр , як уже зазначалося, відповідає максимуму вільної енергії. Тоді для R = R кр виконується умова
d (G)/d R = 0.
Після диференціювання (7.3) одержимо рівняння, в результаті рішення якого маємо R кр = 2 /.
Оцінки показують, що при низькій температурі конденсації критичний розмір зародка може становити R кр = (5 ... 10) . 10 -10 м, тобто мати розміри декількох атомів. Зазначимо, що в цьому випадку при приєднання наступного атома ДG буде змінюватися дискретно. Разом з тим термодинамічна теорія припускає безперервне зміна поверхневої енергії і вільної енергії Гіббса. Отже, для описи частинок малого розміру ця умова не завжди виконується. З цієї причини більш суворою й універсальної є статистична теорія зародкоутворення. У даній теорії, виходячи з параметрів міжатомної взаємодії окремих атомів, особливостей їх поведінки визначаються ймовірності росту і розпаду кластерів. До недоліків даної теорії можна віднести складність розрахунку кластерів, що складаються з 6 і більше атомів. p> зародкоутворення по флуктуаційна механізму протікає в випадку, коли на поверхні підкладки утворюється адсорбційна фаза з щільністю, що перевищує критичну,. При цьому флуктуація щільності
а ~ А . br/>
У загальному випадку критична щільність адатомів залежить від природи матеріалу підкладки, її температури.
При великих часах осадження, коли на поверхні утворюється рівноважна щільність адатомів, умова зародкоутворення має вигляд
.
Тоді щільність потоку, при якій протікає процес зародкоутворення, може бути отримана з умови
(2.4)
Дана умова графічно представлено на малюнку 2.4.
В
Малюнок 2.4 - Область режимів осадження, при яких протікає зародкоутворення
<...
