აორთქლების საფარის დროს, ფირის ფენის ბირთვის წარმოქმნა და ზრდა სხვადასხვა იონური საფარის ტექნოლოგიის საფუძველია.
1. ბირთვის წარმოქმნა
Inვაკუუმური აორთქლების საფარის ტექნოლოგიამას შემდეგ, რაც ფირის ფენის ნაწილაკები ატომების სახით აორთქლდება აორთქლების წყაროდან, ისინი მაღალ ვაკუუმში პირდაპირ სამუშაო ნაწილზე მიფრინავენ და ბირთვის წარმოქმნით და სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე ზრდით ქმნიან ფირის ფენას. ვაკუუმური აორთქლების დროს, აორთქლების წყაროდან გამომავალი ფირის ფენის ატომების ენერგია დაახლოებით 0.2 ევ-ია. როდესაც ფირის ფენის ნაწილაკებს შორის შეკავშირება აღემატება ფირის ფენის ატომებსა და სამუშაო ნაწილს შორის შემაკავშირებელ ძალას, ისინი წარმოქმნიან კუნძულოვან ბირთვს. ერთი ფირის ფენის ატომი რჩება სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე გარკვეული დროის განმავლობაში, ახორციელებს არარეგულარულ მოძრაობას, დიფუზიას, მიგრაციას ან სხვა ატომებთან შეჯახებას ატომური კლასტერების შესაქმნელად. ატომურ კლასტერში ატომების რაოდენობა აღწევს გარკვეულ კრიტიკულ მნიშვნელობას, წარმოიქმნება სტაბილური ბირთვი, რომელსაც ჰომოგენური ფორმის ბირთვი ეწოდება.
გლუვია და შეიცავს მრავალ დეფექტსა და საფეხურს, რაც იწვევს სამუშაო ნაწილის სხვადასხვა ნაწილის რადიოაქტიურ ატომებთან ადსორბციული ძალის განსხვავებას. დეფექტის ზედაპირის ადსორბციული ენერგია აღემატება ნორმალური ზედაპირის ენერგიას, ამიტომ ის აქტიურ ცენტრად იქცევა, რაც ხელს უწყობს უპირატესი ბირთვწარმოქმნას, რომელსაც ჰეტეროგენული ბირთვწარმოქმნა ეწოდება. როდესაც შემაკავშირებელი ძალა ტოლია შემაკავშირებელი ძალისა, ან მემბრანის ატომებსა და სამუშაო ნაწილს შორის შემაკავშირებელი ძალა მეტია მემბრანის ატომებს შორის შემაკავშირებელ ძალაზე, წარმოიქმნება ლამელარული სტრუქტურა. იონური მოოქროვილი ტექნოლოგიის დროს, უმეტეს შემთხვევაში, კუნძულოვანი ბირთვი წარმოიქმნება.
2. ზრდა
აპკის ბირთვის ფორმირების შემდეგ, ის აგრძელებს ზრდას დაცემული ატომების დაჭერის გზით. კუნძულები იზრდება და ერთმანეთთან ერწყმის უფრო დიდ ნახევარსფეროებს, თანდათანობით ქმნიან ნახევარსფეროსებრ კუნძულოვან ფენას, რომელიც ვრცელდება სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე.
როდესაც ფირის ფენის ატომური ენერგია მაღალია, მას შეუძლია საკმარისად დიფუზია ზედაპირზე და გლუვი უწყვეტი ფირის წარმოქმნა შესაძლებელია, როდესაც შემდგომი შემომავალი ატომური კლასტერები მცირეა. თუ ატომების დიფუზია ზედაპირზე სუსტია და დალექილი კლასტერების ზომა დიდია, ისინი არსებობენ როგორც დიდი ნახევარკუნძულისებრი ბირთვები. კუნძულის ბირთვის ზედა ნაწილს აქვს ძლიერი დაჩრდილვის ეფექტი ჩაზნექილ ნაწილზე, ანუ „ჩრდილის ეფექტი“. ზედაპირის პროექცია უფრო ხელს უწყობს შემდგომი დალექილი ატომების დაჭერას და უპირატეს ზრდას, რაც იწვევს ზედაპირზე ჩაზნექილობის ხარისხის ზრდას, რათა ჩამოყალიბდეს საკმარისი ზომის კონუსური ან სვეტისებრი კრისტალები. კონუსურ კრისტალებს შორის წარმოიქმნება შეღწევადი სიცარიელეები და ზედაპირის უხეშობის მნიშვნელობა იზრდება. წვრილი ქსოვილის მიღება შესაძლებელია მაღალი ვაკუუმის დროს, ვაკუუმის ხარისხის შემცირებასთან ერთად, მემბრანის მიკროსტრუქტურა უფრო და უფრო სქელი ხდება.
გამოქვეყნების დრო: 24 მაისი-2023