CRESTEREA FILMELOR SUBTIRI

I. ETAPELE DE CRESTERE A UNUI FILM

1. Fixarea atomilor pe suprafata substratului2. Desorbtia si difuzia superficiala 3. Nucleatia4. Cualescenta

Fixarea atomilor pe suprafata substratului

A. Substrat cu o suprafata fara defecte

B. Substrat real cu defecte

Cel mai comun defect intr-un substrat este terasa. La marginea terasei atomul incident se poate lega de doi atomi din substrat. Din acest motiv, existenta unei terase este echivalenta, din punct de vedere energetic, cu o groapa de potential cu o adancime mult mai mare decat gropile de potential datorate atomilor de pe suprafata.

Exemplu:

Terasele atomice pe suprafata unui substrat monocristalin (100)SrTiO3

Inaltimea teraselor este egala cu constanta de retea a SrTiO3 (aproximativ 0.395 nm)

Desorbtia si difuzia superficiala

Un incident pe suprafata substratului se poate lega de un atom al substratului. Exista o probabilitate finita, ca o data fixat, atomul sa poata difuza pe suprafata substratului prin salt dintr-o groapa in alta de potential. Exista si probabilitatea ca un atom sa paraseasca suprafata prin fenomenul de desorbtie.

Frecventa de desorbtie:

unde este recventa de oscilatie termica a atomului pe suprafatasubstratului iar este variatia energiei libere Gibbs datorita desorbtiei.

Atomul ramane pe substrat pentru un timp:

In intervalul de timp atomul incident se misca pe suprafata substratului efectuand salturi de la un atom la altul cu o frecventa egala cu:

unde este inaltimea gropii de potential.

Timpul de difuzie:

Se defineste raportul:

unde L0 este distanta dintre doua terase.

Pentru S>1 atomul va avea destul timp pentru a ajunge la o terasa, iar pentru S<1 atomul nu ajunge la terasa producandu-se desorbtia.

Nucleatia-Stabilitatea clasterilor

Energia nucleului este:

unde este energia de sublimare a clasterului iar este coeficientul de tensiune superficiala.

Conditia de maxim:

rezulta

;

Dependenta energiei clasterului in functie de dimensiunea.