表面生长动力学过程.pdfVIP

第三章表面生长动力学过程 主要内容 气体分子与固体表面相互作用的一般模式 成核长大热力学过程 薄膜生长模式 薄膜成核与生长的原子理论（动力学过程） 非平衡下的生长表面 2 2 3.1 3.1 3.1 气体分子与固体表面相互作用的一般模式 气体分子与固体表面相互作用的一般模式 1. 气体分子直接入射并反射 5 2. 处于激发态 3. 退激 4. 表面扩散（跃过势垒） 6 5. 解束缚，脱附 6. 化学吸附激发态 1 2 4 8 7. 退激 7 8. 跃过势垒 3 A B 吸附物质与衬底原子之 物理吸附 化学吸附 间的作用力为范得瓦尔 斯力，吸附能很低。 吸附物质与衬底原子结 合，形成离子键、共价 键或金属键，吸附能大。 3 3 3.2 3.2 3.2 成核长大热力学过程 成核长大热力学过程 结合 成核: 原子 原子 原子团（晶核） 几个原子结合原子形成原子团降低系统的能量 均匀成核 Homogeneous,无外界附 着体，自行成核：体相 Heterogeneous 非均匀成核 nucleation,必须有外 界附着体的成核：衬底 缺陷上的成核 4 4 1.均匀成核与非均匀成核 1.均匀成核与非均匀成核 1）体相中的均匀成核模型考虑同质外延生长：A/A 先讨论薄膜生长的一般条件 增原子， 吸附原子 单位时间碰 1 吸附原子浓度 J n υ 撞到表面上 0 的原子数： 4 ΔGdes 脱附激活能 − 脱附原子数： kT J N e ν c 0