35 Чотири стадії росту плівки; механізм конденсації плівок.

Послідовність утворення плів­ки: 1)утворення адатомів на підкладці; 2)утворення кластерів із декількох адатомів; 3)утворення зародків критичного розміру; 4)ріст цих зародків до надкритичних розмірів зі збідненням адатомами зон захоплення навколо зародка; 5)утворення критичних зародків на не збіднених адатомами місцях; 6)зрощення зародків і утворення острівців, що займають площу меншу, ніж сумарна площа, яку займали зародки; 7)вторинний процес утворення зародків на звільнених ділянках підкладки; 8)зрощення великих острівців з утворен-ням каналів на підкладці; 9)заростання каналів у результаті процесу вторинного зародкоутворювання.

Перелічені дев'ять етапів утворення плівки Д.Пешлі узагальнив у вигляді чотирьох стадій росту плівки: 1.утворення зародків та острівців; 2.зростання (коалесценція) острівців; 3.утворення каналів; 4.перехід до структурно суцільної плівки.

1. Утворення острівців. Вдається зафіксувати лише стадію утворення критичного зародка, оскільки адатоми і кластери мають такі розміри, що не спосте- рігаються на екрані мікроскопа. Якщо матеріалом плівки є нетугоплавкий метал, то розмір критичного зародка 2-3 нм. Вони ростуть у трьох вимірах. Ріст зародка відбувається за рахунок поверхневої дифузії адатомів.

2. Коалесценція острівців. Острівець, який утворився, набуває кристалографічної форми лише в тому випадку, коли він довгий час не взаємодіє із сусідніми острівцями. Процес коалесценції нагадує процес злиття крапель у рідкому стані, що приводить до утворення вторинних зародків між острівцями.

Можливими механізмами перенесення у процесі коалісценції можуть бути об'ємна та поверхнева дифузії атомів. Основним механізмом є поверхнева дифузія.

3. Утворення каналів. У міру росту острівців тенденція їх заокруглення зме­ншуються. Вони починають витягуватися і намагаються утворити безперервну сітчасту структуру, в якій конденсова-ний матеріал розділений довгими і вузькими каналами неправильної форми.

4. Утворення суцільної плівки. Оскільки у процесі утворення каналів продовжується конденсація, то у каналах утворюватимуться вторинні зародки, які будуть об'єднуватися з ділянками суцільної плівки як тільки виростуть і торкнуться стінок каналу. Більшість каналів зникає, а плівка стає безперервною, однак є багато малих статистично розміщених дірок. Усередині дірок утворюються вторинні зародки які досягають країв дірки і зрощуються з основною плівкою. Рідиноподібний стан закінчується і починаються рекриста­лізаційні процеси. Рекристалі-зація виявляється у тому, що розміри зерен у готовій плівці набагато більші за середню відстань між початковими зародками.

Механізм конденсації плівок. Структура плівки дуже сильно залежить від температури та матеріалу підкладки, швидкості осадження та ін. Найбільш сильно впливає температура підкладки. При деяких характерних температурах підкладки відбувається зміна механізму конденсації, форми росту, що обумовлює зміну структурних та фізичних властивостей. Уявлення про різні механізми конденсації було розвинено у серії робіт Л.С.Палатника та Ю.Ф.Комника. При конденсації плівки на нейтральну (аморфну) підкладку спостерігалися наступні механізми конденсації н.п –кристал і н.п. – рідина – кристал. Подальші дослідження Ю.Ф. Комника процесу конденсації плівки підтвердили висновок про два механізми конденсації. Ю.Ф.Комник показав, що причина виникнення рідкої фази дещо інша. Він пов'язує її з залежністю температури плавлення малих кристаликів від їх розмірів (або радіуса при сферичній формі кристалика). Існує гранична температура нижче якої має місце такий механізм конденсації: н.п. – аморфна фаза. Усі результати дослідження механізмів конденсації можна узагальнити у вигляді діаграми