Взаимосвязь скорости осаждения и температуры подложки

Максимум плотности и электропроводности на­блюдается при изменении скорости осаждения. При очень низ­ких скоростях осаждения скорость образования зародыша мала и, поскольку время миграции атомов по поверхности велико, начинается преимущественный рост кристаллографических пло­скостей с наименьшей свободной энергией. В результате пленки получаются шероховатыми и рыхлыми. С увеличением скорости осаждения плотность пленки и ее гладкость увеличиваются до тех пор, пока атомы не начнут закрепляться в случайных поло­жениях под влиянием вновь поступающих атомов. Так как для перераспределения этих закрепленных атомов требуется значи­тельно большая энергия активации, средний размер кристалли­та уменьшается и значительно увеличивается число дефектов решетки.

Взаимосвязь скорости осаждения и температуры подложки можно лучше всего проиллюстрировать, если на диаграмме тем­пература— скорость осаждения в качестве параметра взять ве­личину, характеризующую упорядочение в пленке, например электросопротивление, которое может быть измеренено так же для окрасочных составов для деревянной мебели для дачи. Вплоть до некоторой ско­рости размер зерен почти не меняется. Однако выше этой точки он быстро уменьшается, поскольку быстро движущиеся поверх­ностные атомы закрепляются прежде, чем найдут соответствую­щие места в решетке, или, другими словами, длина свободного пробега атомов на поверхности становится параметром, опре­деляющим возможный размер кристалла.

В основ­ном кристаллографическая структура пленок та же, что и мас­сивных образцов. Однако вследствие двумерного механизма роста и большой свободной энергии пленок в некоторых случаях в пленках наблюдаются такие фазы, которые не выращиваются другими методами.

Хорошо известным примером являются плотноупакованные структуры металлических пленок, представляющие смесь фаз с кубической и гексагональной плотнейшими упаковками. Это можно объяснить тем, что энтальпии обеих структур мало отли­чаются друг от друга. Другим примером является наблюдав­шееся автором образование фазы AuPb; в массивных образцах известны только фазы Au₂Pb и AuPb₂. По данным Тройпела, в пленках сульфида и селенида серебра образуются различные промежуточные и, возможно, метастабильные фазы.

Нужно подчеркнуть, что неизвестные фазы в пленках появ­ляются относительно редко. Наблюдение дополнительных линий на рентгенограммах или электронограммах обычно можно от­нести за счет образования соединений с остаточными газами, присутствующими в камеру для напыления.