Cтраница 4
Одним из неблагоприятных свойств оловянных покрытий является их склонность к самопроизвольному росту нитевидных кристаллов, так называемых вискеров, представляющих собою ( В-мо-дификацию олова. Диаметр нитей достигает 0 05 - 5 мкм, длина - до 5 - 10 мм. Тонкие пленки некоторых лаков, жира, силиконов не являются препятствием для прорастания вискеров. При наличии на малой площади детали большого числа паек, что характерно для современных изделий, рост нитевидных кристаллов может привести к их замыканию. [46]
Как уже отмечалось ранее, рентгеновские данные указывают на ограниченную протяженность областей с правильным расположением атомов углерода. Дислокационный механизм упорядочения может помочь ответить на вопрос, почему полная гра фитизация невозможна при температуре 1600 С. Причины заторможенного роста в модели Франклина менее ясны, если не принять во внимание изменение прочности связей между рассматриваемыми слоями. При этом для объяснения отсутствия перескока плоскостей в новое положение при одной и той же температуре необходимо учесть изменение прочности связи между другими областями упорядочения. В работе [41] рассмотрен механизм роста нитевидных кристаллов графита на винтовых дислокациях ( см. подразд. [47]
Кроме того, при их одинаковой толщине в пленках, создаваемых методом ионного распыления, содержится меньшее количество сквозных пор. Эти пленки [145] обычно состоят из зерен меньшего размера ( С1 мкм), тем не менее они обладают столбчатой структурой. Пил и Меррэй [147] отмечают, что при таком способе нанесения пленок в них присутствуют захваченные в процессе роста ионизированные частицы газа, в котором возбуждается разряд. Согласно результатам Есикава и Сакай [151], температура подложки оказывает влияние на морфологию поверхности пленок, осаждаемых данным методом, причем для получения гладкой поверхности подложку необходимо нагреть до высокой температуры. Однако при очень высокой температуре наблюдается рост нитевидных кристаллов. При газотранспортном осаждении плел; нок CdS в квазизамкнутом объеме ось с их кристаллической решетки направлена почти перпендикулярно плоскости подложки. [48]
Хотя в общем случае рост нитевидных кристаллов ( усов) не оказывает влияния на кинетику реакции, могут быть случаи, когда скорость общей реакции определяется скоростью процесса, протекающего на поверхности раздела между газом и окислом. Примером является реакция между сероводородом и медью при температуре около 50 С. На ранних стадиях этой реакции скорость подчиняется линейному закону, и образуется плоская пленка сульфида. При критической толщине пленки начинается зарождение нитевидных кристаллов. Начиная с этого момента реакция ускоряется вследствие увеличения площади поверхности раздела между сульфидом и газом, и это ускорение продолжается в течение всего периода роста нитевидных кристаллов. Тот факт, что скорость реакции определяется процессами, протекающими на поверхности раздела между газом и сульфидом, вытекает из зависимости скорости от давления. [49]
Скорость роста приблизительно в 5 раз превышает скорость роста из газовой фазы ( около 10 мкм / мин) в аналогичных условиях. Очевидно, жидкая поверхность в отличие от поверхности твердого монокристалла идеально атомно-шероховата, так что реакция пар - жидкая фаза происходит гораздо легче, чем аналогичная реакция пар - кристалл. При кристаллизации из жидкой фазы ( реакция жидкость-кристалл) относительно легко получить большой температурный градиент у растущей поверхности и уменьшить концентрационное переохлаждение. Механизм начальной стадии не вполне ясен, но инициировать рост легко. На чистую поверхность грани 111 монокристальной пластинки из кремния помещают небольшую крупинку золота и нагревают до 950 С, где она образует капельку жидкого сплава Аи - Si. Затем в систему вводят пары исследуемого соединения и начинается рост нитевидных кристаллов. Капелька расплава остается все время на вершине нитевидного кристалла, и в определенных условиях могут возникать более сложные формы, чем одиночная нить. Небольшой процент золота захватывается растущим нитевидным кристаллом и, в конечном итоге, если кристалл достаточно длинный, оно полностью расходуется. [50]
Выявленные особенности одновременного роста и растворения затравочных кристаллов алмаза в р, Г - условиях, отвечающих области устойчивости графита зона метастабильного роста), при наличии градиента температуры величиной до 5 - Ю4 К / м можно объяснить тем, что вблизи поверхности затравки создается достаточно большое концентрационное пересыщение к алмазу ( см. рис. 134, область С), а не только к графиту. При этом грань кристалла, располагавшаяся перпендикулярно к потоку и ориентированная к источнику углерода, естественно, должна расти с наибольшей скоростью, а теневая - растворяться, что и наблюдается в эксперименте. Растворение теневой поверхности затравок приводит к появлению шероховатого рельефа, выступы которых являются пассивными местами растворения и потенциально активными для роста. При достаточной высоте выступа и наличии локального градиента температуры вдоль него вершина выступа оказывается в условиях достаточного перепада температуры, чтобы расти за счет растворения своей подложки. Ясно, что скорость роста усов должна быть соизмерима со скоростью растворения затравки. В среднем скорость роста нитевидных кристаллов алмаза имеет величину порядка 3 - 10 - 7 м / с, что соответствует скорости растворения затравок. Ориентирующее воздействие подложки на нитевидный кристалл безусловно, но наблюдается также влияние условий питания уса в направлении его роста. [51]