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Analyse et technologie des surfaces
Cette formule est approximativement valable, si l’extension de la surface émettrice est négligeable par rapport à la distance entre substrat et source. Pour une surface évaporante avec une extension non négligeable, on remplace (15.26) par la
relation plus compliquée
(15.28)
Le fait qu’on utilise un transport par flux moléculaire implique que seules les
faces du substrat qui «voient» la surface évaporante reçoivent un dépôt.
15.6 CONDENSATION ET NUCLÉATION HÉTÉROGÈNES
15.6.1 Principes
Au contact d’une surface à température supérieure au point triple, un gaz se
condense directement à l’état solide.
Sur une surface parfaitement plane, cette croissance se fait par germination et
croissance. Le film obtenu est polycristallin. Lorsque la température du substrat est
très inférieure à la température de point triple du condensât, le film obtenu peut ne
pas être cristallin. Nous avons traité la germination à la section 14.2.
Pour la condensation, il faut ajouter les considérations suivantes concernant la
croissance à la surface. La vitesse à laquelle de nouveaux atomes adsorbés seront
incorporés dans un germe est de
(15.29)
avec n 1 :
taux de recouvrement de la surface par des atomes adsorbés isolés.
ν:
fréquence caractéristique de la diffusion superficielle.
C:
une constante résumant la cinétique.
En multipliant le nombre de germes critiques n* avec la vitesse d’incorporation, on obtient le nombre de germes d’une taille tout juste plus grande que la taille
critique
(15.30)
avec ∆G des : enthalpie libre de désorption.
∆G sd : enthalpie libre d’activation de la diffusion superficielle.
∆G': enthalpie libre de condensation sur le germe.
I* est aussi appelé fréquence de nucléation.
La fréquence de nucléation détermine la morphologie du revêtement (fig. 15.5).
I R θ
,
(
)
1
R 2
----- -
x
d yI x y
,
(
)
θ
cos
cos 2 θ
θ x/R
(
)
+
sin
(
) 2 y/R
(
) 2
+
+
(
) 3 2
/
-------------------------------------------------------------------------------------------- -
d
∫
∫
°
=
J
Cνn 1 e
∆G sd /kT
(
)
–
=
I *
jn*
CRe
∆G des ∆G sd
–
∆G*/kT
–
(
)
–
=
=
Analyse et technologie des surfaces
Cette formule est approximativement valable, si l’extension de la surface émettrice est négligeable par rapport à la distance entre substrat et source. Pour une surface évaporante avec une extension non négligeable, on remplace (15.26) par la
relation plus compliquée
(15.28)
Le fait qu’on utilise un transport par flux moléculaire implique que seules les
faces du substrat qui «voient» la surface évaporante reçoivent un dépôt.
15.6 CONDENSATION ET NUCLÉATION HÉTÉROGÈNES
15.6.1 Principes
Au contact d’une surface à température supérieure au point triple, un gaz se
condense directement à l’état solide.
Sur une surface parfaitement plane, cette croissance se fait par germination et
croissance. Le film obtenu est polycristallin. Lorsque la température du substrat est
très inférieure à la température de point triple du condensât, le film obtenu peut ne
pas être cristallin. Nous avons traité la germination à la section 14.2.
Pour la condensation, il faut ajouter les considérations suivantes concernant la
croissance à la surface. La vitesse à laquelle de nouveaux atomes adsorbés seront
incorporés dans un germe est de
(15.29)
avec n 1 :
taux de recouvrement de la surface par des atomes adsorbés isolés.
ν:
fréquence caractéristique de la diffusion superficielle.
C:
une constante résumant la cinétique.
En multipliant le nombre de germes critiques n* avec la vitesse d’incorporation, on obtient le nombre de germes d’une taille tout juste plus grande que la taille
critique
(15.30)
avec ∆G des : enthalpie libre de désorption.
∆G sd : enthalpie libre d’activation de la diffusion superficielle.
∆G': enthalpie libre de condensation sur le germe.
I* est aussi appelé fréquence de nucléation.
La fréquence de nucléation détermine la morphologie du revêtement (fig. 15.5).
I R θ
,
(
)
1
R 2
----- -
x
d yI x y
,
(
)
θ
cos
cos 2 θ
θ x/R
(
)
+
sin
(
) 2 y/R
(
) 2
+
+
(
) 3 2
/
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d
∫
∫
°
=
J
Cνn 1 e
∆G sd /kT
(
)
–
=
I *
jn*
CRe
∆G des ∆G sd
–
∆G*/kT
–
(
)
–
=
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