Приглашаем посетить сайт
ПОВЕРХНОСТНАЯ
ДИФФУЗИЯ -процесс, связанный (как и в случае объёмной диффузии) с перемещением частиц, <как правило, за счёт случайных тепловых блужданий (обычно атомов или молекул),происходящих на поверхности конденсиров. тела в пределах первого поверхностногослоя атомов (молекул) или поверх него. Наиб. полно изучена П. д. атомоводного вида по поверхности твёрдого тела, состоящего пз атомов др. вида. <Энергетич. барьеры на поверхности, к-рые преодолеваются диффундирующимичастицами, существенно ниже энергетич. барьеров в объёме твёрдого тела. <Поэтому энергия активации для П. д. (иногда говорят "для миграции частиц")Q П составляет лишь часть Q0- энергии активации для диффузии в объёме для той же пары диффундирующийатом - матрица. В зависимости от кристаллографич. природы подложки, степенипокрытия поверхности диффузантом (адсорбатом), темп-ры, характера взаимодействиячастиц адсорбата и подложки и частиц адсорбата между собой реализуютсяразл. механизмы П. д. Напр., при малых степенях покрытия атомы могут перемещатьсяпо поверхности поодиночке, практически не взаимодействуя между собой. Прибольших степенях покрытия атомы могут образовывать "по дороге" двумерныеассоциаты, растущие и разрушающиеся. Атомы на сильно смачиваемой подложке(т. е. сильно притягиваемые подложкой) при больших степенях покрытия "примерзают"в первом слое, а движение осуществляется по этому, собственному, слою атомовс закреплением на краю распространяющегося слоя адсорбата. Возможно такжедвижение двумерных связанных групп (двумерное броуновское движение) илидаже перемещение нек-рых областей слоя как целого при погружении в негоиз верхнего (избыточного) слоя новых частпц (солитонный механизм). Возможныи иные промежуточные и комбиниров. механизмы П. д. Каждый из них характеризуетсявполне определённой Q П, так что для одной и тойже пары веществ могут быть получены сильно различающиеся энергии активации(и, соответственно, коэф. диффузии). Спектр Q П иреализующихся механизмов П. д. богаче, чем для объёмной диффузии. ОбычноП. д. рассматривают как процесс, определяющий изменение поверхностной концентрацииадсорбата от неравновесной к равновесной при наличии соответствующих градиентовконцентрации. В более общем случае имеют в виду вообще перемещение частицпри тепловом движении. Так, в случае перемещения по поверхности твёрдоготела собств. частиц (поверхностной самодиффузии) на первый взгляд не имеетсмысла говорить о концентрации, но вполне можно рассматривать концентрациисобств. частиц в разл. положениях на поверхности: одиночные, у края ступени, <в ступени и т. д. И если ситуация отличается от равновесной, перемещениечастиц приведёт к заметным изменениям шероховатости или даже формы поверхности.
П. д. и самодиффузия исследуются экспериментальноразл. методами, регистрирующими результат перемещения частиц (меченые атомы, <измерение работы выхода). Однако наиб. число данных по П. д., вт. ч. весьма определённых и детализированных, получено методами полевойэмиссионной микроскопии (электронной и ионной; см. Ионный проектор. <Атомный зонд). В этом случае, кроме измерения Q п. коэф. <диффузии, предэкспоненциального множителя в ур-нии диффузии, однозначноопределяется механизм перемещения частиц. Данные о П. д. важны для рядатехн. приложений, таких как ионные двигатели, точечные источники ионов, <катоды и др., а также для решения смежных науч. задач: определения силсвязи на поверхности, изучения двумерных фазовых переходов, кинетики каталитич. <реакций, определения поверхностной энергии анизотропных твёрдых тел.
Лит.: Поверхностная диффузия и растекание. <Сб. ст., под ред. Я. Е. Гегузина, М., 1969; Одишария Г. А., Шредник В. <Н., Об автоэмиссионных методах количественного изучения поверхностной диффузиии самодиффузии, Труды 1-го Всесоюзного совещания по автономной микроскопии, <Харьков, 1976, с. 81 (ХФТН 76 - 43); Мюллер Э., Цонг Т., Полевая ионнаямикроскопия, полевая ионизация и полевое испарение, пер. с англ., М., 1980;Гегузин Я. Е., Кагановский Ю. С., Диффузионные процессы на поверхностикристалла, М 1984; Naumovets A. G., Vedula Yu. S., Surface Diffusion ofabsorbates, "Surface Sci. Rep.", 1984, v. 4, p. 365.
В. Н. Шредник.