薄膜層狀生長(zhǎng)模式
當(dāng)被沉積物質(zhì)與襯底之間浸潤(rùn)性很好時(shí),被沉積物質(zhì)的原子更傾向于與襯底原子相鍵合,。因此,,薄膜從成核階段開始即采取二維擴(kuò)展模式即層狀生長(zhǎng)模式(又稱Frank -van der Merwe),。這種生長(zhǎng)方式的特點(diǎn)是,,蒸發(fā)原子首先在基片表面以單原子層的形式
均勻地覆蓋一層,然后再在三維方向生長(zhǎng)第二層,、第三層……,。層狀生長(zhǎng)方式多數(shù)發(fā)生在基片原子與蒸發(fā)原子間的結(jié)合能接近于蒸發(fā)原子間結(jié)合能的情況下。如在Au單晶基片上生長(zhǎng)Pd,,在Pds單晶基片上生長(zhǎng)PbSe,,在Fe單晶基片上生長(zhǎng)Cu薄膜等,最典型的例子則是同質(zhì)外延生長(zhǎng)及分子束外延,。
層狀生長(zhǎng)的大致過(guò)程為:入射到基片表面上的原子,,經(jīng)過(guò)表面擴(kuò)散并與其他原子碰撞后形成二維的核,二維核捕捉周圍的吸附原子便生長(zhǎng)為二維小島,,這類材料在表面上形成的小島濃度大體是飽和濃度,,即小島間的距離大體上等于吸附原子的平均擴(kuò)散距離。在小島成長(zhǎng)過(guò)程中,,小島的半徑小于平均擴(kuò)散距離,,因此,到達(dá)島上的吸附原子在島上擴(kuò)散以后,,都被小島邊緣所捕獲,。在小島表面上吸附原子濃度低,不容易在三維方向上生長(zhǎng),。也就是說(shuō),,只有在第n層的小島已長(zhǎng)到足夠大,甚至小島已互相結(jié)合,,第n層已接近完全形成時(shí),,第n+1層的二維晶核或二維小島才有可能形成,因此薄膜是以層狀形式生長(zhǎng)的,。層狀生長(zhǎng)時(shí),靠近基片的薄膜其晶體結(jié)構(gòu)通常類似于基片的結(jié)構(gòu),只是到一定的厚度時(shí)才能逐漸由刃位錯(cuò)過(guò)渡到該材料固有的晶體結(jié)構(gòu),。