岛状生长

岛状生长(Island growth)是薄膜沉积与化学气相沉积的一种物理模型。

简介
当原子缓慢沉积到平坦的表面时,第一个原子会在该表面进行隨機漫步。随后第二个原子沉积,它极有可能最终与第一个原子相遇。一旦两个原子相遇,它们可能结合形成质量更高且随机游走速度更低的微粒。由于结合后的微粒比此前更稳定且迁移率更低,因此被称为“岛”。后续沉积在衬底上的原子最终会与该岛相遇并结合,进一步增加其尺寸和稳定性。最终,岛可以生长并覆盖整个衬底,形成单个大晶粒。

原子沉积速度越快,在大尺寸稳定岛形成前,衬底上的原子数量就越多。随着这些原子相遇,它们会在有机会迁移到远处的岛之前与邻近原子结合。通过这种方式,大量独立的岛得以形成并能独立生长。最终,这些独立的岛会生长成为最终薄膜中相互独立的晶粒。

岛状生长模型用于解释为何快速沉积技术(如溅射沉积)会产生具有许多随机取向晶粒的薄膜,而慢速沉积技术(如分子束外延)则倾向于产生具有更均匀结构的大晶粒。

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参考

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