Анизотропия поверхностной энергии силицидов некоторых металлов
В статье предложена эмпирическая модель поверхности твердого тела. Толщина поверхностного слоя показана через один параметр - атомный объем элемента или его соединений. Поверхностная энергия выражена также через один параметр - температуру плавления химического элемента или кристалла. В модели предложены уравнения, которые позволяют вычислить толщину поверхностного слоя и поверхностную энергию для каждой грани кристалла. В качестве примера сделаны расчеты этих величин для силицидов некоторых металлов, имеющих кристаллическую структуру кубической, гексагональной и ромбической сингонии. У кубических силицидов толщина поверхностного слоя составляет 3 - 9 нм, а число монослоев - 7 - 16. Исследования нанесения металла на грани кремния показали, что формирование силицида кремния происходит на грани (111), обладающей наибольшей поверхностной энергией. Реакция на грани (100) наблюдается только на окисленной поверхности. У гексагональных силицидов видна заметная анизотропия, как в значениях толщин поверхностного слоя, так и в величинах поверхностной энергии. Например, при формировании дисилицида хрома на грани (111) в направлении с обнаружено, что размеры островков становятся больше, чем на грани (001). Авторами показано, что толщина поверхностного слоя и удельная поверхностная энергия для кубических, гексагональных и ромбических кристаллов существенно от них отличаются. В чем заключается различие? Во - первых, отличие между атомами химических элементов из периодической таблицы и их соединениями зависит, прежде всего, от их электронного строения, формирующего тот или иной потенциал взаимодействия. Во - вторых, разница между кубическими, гексагональными и ромбическими кристаллами состоит в их связи с коэффициентом Пуассона и модулем Юнга, то есть зависит от двух материальных параметров. В - третьих, толщина поверхностного слоя между кубическими, гексагональными и ромбическими кристаллами также отличается только одним параметром - атомным (молярным) объемом кристалла. Однако анализ всех закономерностей нужно тщательно перепроверить.