薄膜・表面・ナノ材料
同じ過冷却度で比べたとき、不均一核生成の臨界核の曲率半径は、均一核生成の臨界核半径と比べてどうなるか。
- A小さくなる
- B大きくなる
- C変わらない
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正解:C. 変わらない
不均一核生成の核は、基板の上に接触角θでのった球冠(球の一部)の形をしています。臨界状態での曲率半径は、界面エネルギーと単位体積あたりの自由エネルギー変化だけで決まり、r* = −2γ/ΔGv で均一核生成と同じです。違うのは、同じ曲率半径でも球冠の体積が球より小さいので、核に必要な原子の数とエネルギーの障壁が f(θ) 倍に小さくなる点です。障壁が下がることを、半径が小さくなることと混同しやすいので注意しましょう。基板があるからといって臨界半径が大きくなるわけでもありません。