Cтраница 2
Это пример так называемого послойного роста пленок по механизму Франка - Ван дер Мерве. Наконец, комбинированный механизм роста пленок по Странскому - Крастанову выявляется при использовании высокоразрешающего ПЭМ, как это видно на примере полупроводниковых гетерострук-тур на основе индий-галлиевого арсенида. Подробнее о квантовых точках и механизмах роста пленок см. подразд. [16]
Несмотря на многолетнюю работу по изучению процессов эпитакси-ального роста пленок, закономерности эцитаксиальной кристаллизации полностью еще не объяснены. Накоплен общий экспериментальный материал, эпитаксия используется в промышленности. Уточнено действие принципа размерного соответствия, внешних условий, описан механизм роста пленок, но полного управления структурой и содержанием примесей в них достичь еще не удается. Особенно необходимо совершенствование методов гетероэпитаксии, расширяющей возможности получения монокристаллических, стабильных по структуре и свойствам пленок. [17]
Эти методы весьма универсальны в отношении состава наноматериалов, которые могут быть изготовлены практически в беспористом состоянии в широком диапазоне размеров зерен, начиная от 1 - 2 нм и более. Единственное ограничение - это толщина пленок и покрытий - от нескольких долей микрона до сотен микрон. Используются как физические методы осаждения ( Physical Vapor Deposition ( PVD)), так и химические методы ( Chemical Vapor Deposition ( CVD)), а также электроосаждение и некоторые другие приемы. Разделение методов осаждения на физические и химические условно, поскольку, например, многие физические приемы включают химические реакции, а химические методы стимулируются физическими воздействиями. О механизмах роста пленок см. подробно подразд. [18]
Для оценки влияния испарения в данном покрытии необходимо знать, какие вещества переходят в газообразное состояние, знать их равновесное давление, а также зависимость действительной скорости испарения от давления и скорости окружающей среды. Создание таких моделей может производиться лишь на твердой основе опытных данных, в частности на данных детальных исследований многочисленных систем, обладающих склонностью к разрушению, причем особое внимание должно уделяться факторам, регулирующим этот процесс: измерениям напряжений при сдвиге между решетками металла и окиси; подтверждению или опровержению справедливости критерия отношения объемов Пил-линга - Бедворта; исследованию влияния пластичности как основного материала, так и окиси; оценке влияния пористости, связанной с эффектом Киркендаля в системах с преобладанием диффузии катионов. Сопротивляемость окислению бинарных систем зависит от состава и соотношения присутствующих фаз. Соотношение фаз, образующихся в продуктах окисления, в свою очередь является функцией процессов диффузии в тройной ( или более высокого порядка) системе. Для выяснения этих процессов требуются: 1) удовлетворительная теоретическая разработка проблемы или по крайней мере эмпирическое подтверждение правил Кларка - Райнса; 2) диаграммы состояний тройных или более высокого порядка систем, в особенности систем металл - металл-кислород; 3) данные по величине свободной энергии образования различных соединений в любых многокомпонентных системах. Поскольку в настоящее время практически невозможно предсказать, какие из перспективных покрытий могут оказаться непригодными с точки зрения реакций между окислом и основным материалом, существует неотложная необходимость хотя бы в качественных данных по действительно наблюдаемым реакциям. Для обеспечения надлежащего развития теоретических предпосылок в области расчета реакций между покрытием и основным материалом необходимо знание термодинамических свойств при очень высоких температурах ( включая стехиометрические эффекты), фазовых диаграмм интересующих нас систем и, наконец, скоростей диффузии при очень высоких температурах. Поскольку скорость роста защитных окисных пленок регулируется скоростями диффузии анионов и катионов через их решетки, для лучшего понимания механизма роста пленки и расчета предельно достижимой степени защиты для данной частной системы необходимо определить вещества, диффузия которых преобладает, а также измерить скорости диффузии. [19]