Метод конденсации паров компонентов

Используется для веществ, обладающих высоким Р пара, при Т˂Т_пл, или для веществ, которые трудно вырастить другими газофазными методами. Проводят метод в замкнутых системах, либо в проточных. Замкнутая - кварцевая запаянная ампула. Для тугоплавких веществ используют заполненные тигли из корунда Al₂O₃, либо из тугоплавких металлов. Если вещество химически активно по отношению к материалу тигля, то тигель изготавливают из графита или из стеклоуглерода, при этом они не герметичны, но с малой утечкой газа.

Квазизамкнутые тигли. В замкнутых системах массопередача осуществляется молекулярными пучками (в вакууме) или молекулярной и конвективной диффузией. В проточных системах пары исходного вещества переносятся в зону кристаллизации потоком инертного газа. Процесс заключается в создании потока паров от источника, нагретого до Т_испар. или возгонки, и последующей конденсаций паров на подложке. Р_s насыщенных паров в зависимости от Т описывается уравнением Клайперона-Клаузиуса.

Т.к. процесс идет в динамическом режиме, то реальное Р паров над поверхностью соответствует:

P=α₀Ps

где: α₀ – коэффициент аккомадации, равен отношению числа испарившихся атомов, которые реконденсируясь на поверхности к числу атомов, которые столкнулись с поверхностью.

α_{0 =}

Скорость испарения с поверхности не зависит от Р, а определяется Т поверхности. Часть испарившихся атомов создаются с молекулами пара и возвращения на поверхность. Испарившиеся молекулы распределяются в телесном угле Их распределение зависит от геометрии испарителя и Р паров.

Процесс характеризуется коэффициентом конденсации, а отношение числа атомов, которые встроились в решетку подложки к числу атомов, которые достигли поверхности конденсации.

а =

Процесс конденсации делится на 3 стадии:

1. 1-ое соударение атома пара с подложкой, при котором рассеивается большая часть кинетической энергии.

2. Адсорбция атома (поглощение поверхностью)

3. Перемещение атома по поверхности подложки, которое приводит либо к встраиванию его в кристалле, либо к повторному испарению

а зависит от скорости рассеивания энергии атома, от микрорельефа поверхности и т.д.

Основные технологические факторы:

1. природа подложки.

2. Кристаллографическая ориентация и состояние поверхности подложки.

3. Выбор величины пресыщение и Т подложки, которые обеспечивает с 1-й стороны закономерное встраивание атомов в решетку кристалла, а с 2-й-установление заданного химического состава кристалла.

Поиск по сайту: