Сильно разупорядоченные пленки

Границы зерен, дефекты упаковки, двойниковые границы, вакансии, дисло­кации и другие структурные нарушения появляются при сращи­вании островков и образовании сплошной пленки. Можно утвер­ждать, что концентрация дефектов в пленке, образованной при слиянии большого числа маленьких островков, будет значитель­но выше, чем в пленке, возникшей из нескольких крупных остров­ков. К числу важных параметров, опреде­ляющих процессы возникновения и роста островков, относятся монтаж демонтаж оборудования, поверхностная подвижность попавших на подложку атомов, ско­рость нанесения, свободная поверхностная энергия металла, его температура кипения и температура подложки.

При достаточно низкой температуре подложки может не су­ществовать барьера зарождения для роста пленки, т. е. критиче­ский размер зародыша будет меньше одного атома или равен ему. Если попавший на подложку атом металла быстро пере­даст ей свою энергию, то существующей тепловой энергии мо­жет оказаться недостаточно для изменения положения атома от­носительно его соседей или миграции по поверхности подложки. В этих условиях атомы металла будут оставаться в том месте подложки, куда они попали, а так как первоначальное распре­деление атомов на поверхности совершенно случайное, то и об­разованная из них пленка будет иметь полностью разупорядоченную структуру. Этот предельный тип структуры, который вряд ли когда-нибудь достигается на практике, детально рас­смотрен Райндерсом и Гамбургером. Даже если не удается получить полностью разупорядоченную структуру, концентрация дефектов и площадь границ зерен в пленках, сконденсирован­ных при температурах жидкого гелия или жидкого водорода, мо­гут быть достаточно большими, и структура таких пленок в зна­чительной степени отличается от структуры массивного мате­риала. В простейшем случае пленка будет состоять из чрезвычайно малых кристаллитов порядка нескольких ангстрем и будет иметь очень большую площадь границ зерен. Этот тип структуры на­блюдается при конденсации паров таких металлов, как медь, се­ребро, золото и другие, при температурах жидкого гелия. Основ­ным изменением при отжиге таких пленок является рост зерен.

Ситуация более сложна при низкотемпературной конденса­ции металлов, склонных к образованию ковалентных связей, ти­па висмута, галлия и сурьмы. В этом случае конденсат содер­жит фазы, совершенно отличные от тех, которые наблюдаются при этой же температуре в массивном веществе.