Зародыши и их образование

Присоединение атомов приводит
к возрастанию энергии системы

Кристаллиты с r>rC называют зародышами

Присоединение следующих атомов
приводит к выигрышу энергии.

Пропорциональна r 3

Пропорциональна r2 (r - радиус
кристаллита).

ΔG должна иметь максимум при некотором r=rc

r

r>rc

Такие кластеры устойчивы.
Имеется тенденция к увеличению размеров.

s=p/pнасыщ – степень пересыщения

Имеющие докритические размеры растворяются, другие,
напротив, разрастаются за счет присоединения атомов

Форма и размеры зависят от величины поверхностной энергии, от условий нанесения пленок

Диффузия по поверхности, встреча с коллегами

Образование зародышей, хаотически
распределенных по поверхности

Первый этап

Второй этап

Атомная структура подложки

Температура подложки

Адсорбция остаточных газов

Интенсивность потока частиц

Энергия поступающих частиц и т.п.

Характер взаимодействия подложки с адсорбатом

Одиночные атомы (мономеры),
димеры и небольшое количество
кластеров больших размеров.

Не изменяется средний размер
зародышей (п=2,6),
но возрастает их число.

Режим зародышеообразования
Димеры стабильны

θ = 0,0024 ML

θ = 0,006 ML

θ = 0,03 ML

Увеличение не только числа,
но и размеров островков

Переход от зародышеобразования к росту

Подвижность достаточна,
вероятность присоединения
к островку больше вероятности
встречи с другим одиночным атомом

Возникает разветвленная конфигурация
из 12 атомов, напоминающая букву ”Y”

Увеличение Т подложки приводит
к росту подвижности атомов, что,
в свою очередь, сказывается на
плотность островков в насыщении

Плотность островков
достигает насыщения.

θ = 0,12 ML

θ = 0,06 ML

Режим чистого роста

F – поток,
D – коэффициент
диффузии

Концентрация островков из х атомов

Кристаллографическая ориентация
сливающихся кристалликов
может быть различной

Далее - единая сетка

Может иметься множество
пустот и каналов

На последней стадии пустоты заполняются, образуется сплошная пленка

Свойства пленок - размер и форма кристаллитов, их взаимная
кристаллографическая ориентация, их физико-химические свойства - зависят от
большого числа факторов.

В дальнейшем

Коалисценция

Образуются поликристаллы

Скорость осаждения частиц

При высоких интенсивностях потока
увеличивается вероятность встречи
атомов друг с другом, что ускоряет
образование кластеров закритических
размеров

Уменьшение среднего размера зерен пленки

Важен угол напыления конденсата

Величина зерна зависит от многих факторов

Чем выше Тs ( в разумных пределах), тем
крупнее кристаллиты