薄膜、表面與奈米材料

設基板的表面能為γs,膜的表面能為γf,膜與基板的界面能為γi。容易發生島狀(Volmer-Weber)成長的條件為下列何者?

  1. Aγs > γf + γi 時
  2. Bγs < γf + γi 時
  3. C與表面能大小無關,在成膜速度慢時
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正確答案:B. γs < γf + γi 時

膜是否潤濕並鋪展在基板上,由表面能的平衡決定。以膜覆蓋基板表面時,基板的表面(γs)被膜的表面(γf)與界面(γi)取代,因此若 γs < γf + γi,不覆蓋時能量較低,膜會聚縮成3維的島。這就是Volmer-Weber成長。反之,若 γs > γf + γi,以膜覆蓋時能量下降,因此以層狀成長。在表面能小的氧化物或玻璃基板上沉積表面能大的金屬時,容易成為島狀就是這個原因。成膜速度與溫度會影響島的密度與大小,但成長模式的基本由能量的大小關係決定。

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