|
Нетрудно видеть, что функция, стоящая перед является производной от функции, стоящей
перед
. Если обозначить эту функцию
|
(16) |
то уравнение (15) можно переписать в виде:
|
(17) |
Функция называется
коэффициентом диффузии и обозначается
. Легко
увидеть, что в области
, т.е. в зоне слабых межатомных
взаимодействий, коэффициент диффузии
. Общий вид зависимости
коэффициента
от степени заполнения
при фиксированных значениях факторов
и
приведен
на рисунках (1) и (2). Для определения реальных коэффициентов диффузии,
необходимо умножить значение, взятое из графиков, на поправочный коэффициент
, где
- шаг
кристаллической решетки.
Рисунок 1 Коэффициент диффузии ,
Рисунок 2 Коэффициент диффузии ,
В области сильных
взаимодействий между атомами, когда , график функции
с ростом значения
убывает
от максимального значения
, опускаясь в область
отрицательных значений, и затем при
приближается к нулевому
уровню. Это говорит о том, что в зоне сильных межатомных взаимодействий
диффузия при малых
приводит к образованию
равномерных по поверхности заполнений , а в области
- к
образованию сгустков.
С ростом значений факторов взаимодействия общий вид графика не меняется, но исчезает область отрицательных значений коэффициента диффузии. Т.е. эффект образования сгустков ослабевает, осаждающиеся атомы заполняют свободные позиции. Можно предположить, что в области высоких степеней заполнения рост коэффициента диффузии ведет к сглаживанию возникающих на поверхности неровностей. Однако это предположение пока не подтверждено экспериментально, что и предлагается осуществить.
Ниже приведены
зависимости коэффициента диффузии от факторов межатомных взаимодействий при
фиксированном значении степени заполнения .
Рисунок 3 Коэффициент диффузии ,
Рисунок 4 Коэффициент диффузии
,
Рисунок 5 Коэффициент диффузии
,
Рисунок 6 Коэффициент диффузии ,
Рисунок 7 Коэффициент диффузии ,
Полученные зависимости
позволяют сделать следующие выводы. В области сильных взаимодействий как с
атомами в соседних слоях, так и с соседями по слою, процесс диффузии приводит к
образованию на поверхности сгустков. С ростом коэффициентов и
процесс
образования сгустков наблюдается лишь в области сильных межатомных
взаимодействий при малых степенях заполнения, при этом коэффициент диффузии
возрастает с ослабеванием межатомных взаимодействий и переходит в область
положительных значений, что свидетельствует о равномерном распределении атомов
по поверхности. Следует также отметить, что коэффициент диффузии линейно
зависит от фактора межатомных взаимодействий в соседних слоях и квадратично -
от фактора взаимодействий в слое.
Приведенная выше система дифференциальных уравнений (17), описывающая поведение системы частиц, представляет собой нелинейную систему, получить решение которой в общем виде довольно затруднительно. Чтобы уйти от нелинейности, выполним линеаризацию уравнений системы, которая заключается в приближенной замене дифференцируемой функции на любом малом участке изменения аргумента на линейную. Добавим, что линеаризация возможна лишь при малых изменениях рассматриваемых величин и основана на отбрасывании величин высшего порядка малости. Таким образом, выполним следующую замену:
|
(18) |
где .
На основании вышесказанного, выполняя замену (19), мы получим следующее:
|
(19) |
Эта форма записи не является окончательной и содержит величины высшего порядка малости. Однако, перед тем как доводить линеаризацию до конца, следует отметить, что в уравнении для верхнего слоя будет присутствовать слагаемое, содержащее фактор внешней бомбардировки. В этом случае уравнение верхнего слоя будет единственным, содержащим такое слагаемое.
В ходе последовательных преобразований, отбрасывая величины высших порядков малости, мы получили следующую систему линейных дифференциальных уравнений из N неизвестных:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.