ANNEXE 1 – L’ALTERNATIVE CRISTAL – LIQUIDE SURFONDU
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On peut comparer les sous-refroidissements (T f − T hétéro ) et (T f − T homo )
juste nécessaires à la nucléation de deux agrégats de même volume, l’un
dans un liquide pur, l’autre dans un liquide contenant des impuretés
pour lesquelles l’angle de mouillage est θ. À partir des équations (A1.2),
(A1.4) et (A1.10) on obtient (Fig. A1.4) :
T f − T hétéro
T f − T homo
=
ΔG hétéro
ΔG homo
=
r homo
r hétéro
=
(1 − cosθ)
2 (2 + cosθ)
4
1 / 3
·
(A1.13)
On voit d’après (A1.13) que le sous-refroidissement nécessaire à la nucléation est toujours inférieur en présence d’impuretés (sauf si θ = 180
◦ ).
FIG. A1.4. Influence de l’angle de mouillage sur la nucléation.
Le mouillage total supprime la barrière thermodynamique à la nucléation. Il implique que le substrat soit constitué d’un réseau atomique dont
la maille soit quasiment identique à celle du cristal naissant. L’orientation
de ce dernier est imposée par celle du réseau du substrat et sa croissance
est dite épitaxique.
1.3. Fréquence de nucléation
La fréquence de production I d’agrégats critiques dans l’unité de volume
est proportionnelle à l’exponentielle du travail w
∗ qu’il faut fournir pour
créer ces agrégats :
I ∝
N
V
exp
−w
∗ N
RT