Толщина окисных пленок на железе и меди

Цвет пленки окиси меди	Толщина, Ǻ	Цвет пленки окиси железа	Толщина, Ǻ
Темно-коричневый Красно-коричневый Темно-пурпурный Темно-фиолетовый Темно-голубой Бледный зелено-голубой Бледный серебристо-зеленый Желтовато-зеленый Глубоко-желтый Цвета червонного золота Оранжевый Красный		Соломенно-желтый Красно-желтый Красно-коричневый Пурпурный Фиолетовый Голубой

Теория Кабрера и Мотта для тонких пленок.

По этой теории окисный слой возникает при таких низких температурах, что диффузия ионов через пленку затруднена. В этом случае электроны Ме могут проходить через тонкий еще слой оксида (< 20 Å) вследствие тоннельного эффекта или как результат термоэлектронной эмиссии и на внешней поверхности пленки реагировать с адсорбированным кислородом.

В таком случае очень быстро возникает слой хемисорбированного кислорода и в то же время в окисле формируется значительное электрическое поле. На поверхности раздела Ме-МеО образуются катионы, а на поверхности раздела МеО-О₂ образуются анионы кислорода или другого окислителя. Электрическое поле способствует миграции катионов к поверхности раздела МеО-О₂. Для роста тонкой пленки важен градиент потенциала, т.е. причиной переноса вещества через пленку является электрическое поле. Пленка не является электронейтральной, она заряжена.

Эта теория позволяет получить для тонких окисных пленок из полупроводников n-типа параболический закон роста пленки, а из полупроводников p-типа – кубический, а для очень тонких пленок, т.е. при высоком градиенте потенциалов, когда движение ионов преобладает в одном направлении, из полупроводников n-типа можно получить 1/ln закон роста пленки.

Эта теория позволяет определить критическую толщину окисной пленки, выше которой применима теория образования толстой пленки (теория Вагнера), а ниже которой надо использовать теорию для тонких пленок.

, где h₀ – толщина оксидной пленки, v_i – подвижность ионов, V – объем оксида, приходящийся на один ион металла, n_i – концентрация межузельных ионов (для оксида – полупроводника n-типа), Е – разность потенциалов на внутренней и внешней границах пленки.

Дата добавления: 2014-01-05