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修正的Darken模型在薄膜中的应用:
体块 薄膜
N有限,当体层的原子偏析到表层后, 体层原子浓度会发生显著变化,考虑 薄膜尺寸效应的约束条件
0 S K 1 K
N
B1 B2
Bj
BN B
K=2/l
9
10
11
陈煜,黄立豪,杨士栋,邹永恒, 姜国利,王江涌,钯-硅(Pd-Si)薄膜 表面偏析研究,材料科学(MS), 第6卷第6期( 2016年11月)
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动态的模拟结果:
结论:动态偏析过程中,Pd-Si 合金薄膜达到平衡态所需时间 极其短,为10-3s;动态计算的 Si表面偏析浓度最终结果与平 衡态结果相符
在700K 下,Pd2Si 合金在膜厚为3nm 时Si的表面浓度和时间的函数
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薄膜材料的应用种类: 超导薄膜、导电薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压 电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜······ 潜在应用: 化学分离、化学传感器、人工细胞、人工脏器、水处理······
DX ( j 1) RTd 2 DX BN RTd 2
( j 1, j )
DX ( j ) RTd 2
( j , j 1)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BN , BN 1
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Bragg-Williams表达式:
s B X X G 2 X X exp s B 1 X 1 X RT s B
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在电子工业领域,电子元器件日益微型化和薄膜化,这就使得各种材料形成 大量的表面和界面、由此产生的各种现象如腐蚀、互扩散、偏析等,都会对 材料的组成结构产生重大影响,从而改变元器件特性。 在材料科学领域,金属材料的表面和界面经常发生吸附、化学反应、偏析和 扩散等物理化学过程,使表面或界面的元素组成和物相分布等都明显不同于 体相,容易发生表面腐蚀、钝化、磨损、以及脆化断裂、界面脆裂等问题。 薄膜表面偏析的研究是要了解外不可控因素(如组成、结构、温度等)和表 面性能之间的关系,从而指导人们增强或减少甚至避免表面偏析现象。