|
عنوان
|
تحول مورفولوژی لایه های نازک
|
|
نوع پژوهش
|
کتاب
|
|
کلیدواژهها
|
لایه های نازک، ناهمواری های سطحی، میکروسکوپ نیروی اتمی
|
|
چکیده
|
عالم طبیعی مملوء از سطوح سخت و زبر است، اگرچه زبری یک امر نسبی است. یک برگ کاغذ در حین تماس امکان دارد صاف و نرم در نظر گرفته شود اما سطح آن در مقیاس اتمی ممکن است پر از پستی و بلندی باشد. سطوحی که این رفتار زبری را در مقیاس نانو متری نشان داده اند، از علاقه های علمی خاص در چند دهه گذشته بود ه اندکه غالباً سطوح لایه های نازک می باشند. مطالعات زیادی در راستای پژوهش در زمینه تولید، شناسایی و بررسی خواص فیزیکی لایه های نازک به عمل آمده است. فیزیکی که پشت رشد و ساختار این سطوح هست به دلیل پیچیدگی های فرایند رشد و ساختار سطوح بسیار چالش برانگیز و جالب توجه می باشد. به طور خاص، سطح و زبری سطح بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی لایه ها را کنترل می کند.برای مثال رسانندگی الکتریکی لایه های نازک فلزی به طور شدیدی به سطح و زبری سطح وابسته است و قابلیت اطمینان یک تراشه ماسفت Si (ترانزیستورهای با اثر میدانی، نیمه رسانایی، اکسیدی، فلزی) به زبری سطحی لایه سیلیکونی، اکسیدی وابسته است. همچنین زبری سطح تأثیر شدیدی روی خواص مغناطیسی یک لایه مغناطیسی دارد و کمبودهای اپتیکی را در موج برهای اپتیکی کنترل می کند. سطوح زبر این قابلیت را دارند تا مساحت مؤثر برای وسایل و ابزارهای پیشرفته ذخیره بار الکتریکی را ارتقاء و افزایش دهند.علاوه بر این باعث ارتقاء نیروهای موئینگی از طریق فتیله گذاری در نحوه طراحی لوله های حرارتی مدرن می شود. از این خواص لایه های نازک دربسیاری از کاربردها از قبیل وسایل نیمه هادی، سلول های خورشیدی و نمایشگرهای ترانیستوری لایه نازک بهره برده می شود. هنگامی که یک لایه نازک انباشته می شود نیاز به محاسبات کمی برای مشخصه یابی سطح وجود دارد. برای این منظور ابزارهای ریاضیاتی متفاوتی توسعه پیدا کرده اند که مهمترین خواص و ویژگیهای سطوح از قبیل ارتفاع متوسط، زبری و طول همبستگی(رابط) را اندازه گیری و محاسبه می کند.علاوه بر این به این موضوع پی برده شده است که سطوح لایه های نازک زیادی از خواص مقیاسی معین و مشترکی تبعیت میکنندکه امکان ساده سازی محسوسی مبنی بر توصیف مورفولوژی یک سطح را فراهم می کند.رایج ترین نوع چنین مقیاس بندی به نوع مقیاس بندی « خود الحاقی» دلالت دارد که در آن امکان بازخوانی و مقیاس بندی مجدد جهت های افقی و عمودی سطح به منظور دستیابی به صفحه و سطحی جدید که از حیث استاتیکی قابل شناسایی برای صفحه و سطح اصلی است را دارا می باشد.این تعریف از مقیاس بندی یادآور فراکتالاست و مفاهیم ریاضیاتی مرتبط با آن برای توصیف سطوح«خود الحاقی» به کار می روند.به طور خاص یک سطح خود الحاقیبه طور عمده توسط یک نمای زبری شناخته می شود که متناسب با زبری محلی سطح و البته بعد فراکتال صفحه است. بحثی مشابه در مورد رفتار مقیاسی پروفایل سطح با زمان وجود دارد که مقیاس بندی دینامیکی نامیده می شود. موضوع مقیاس بندی به طور کامل و جامعی درست عمل می کند هنگامی که اثرات رشد مهم درلایه نشانی محلی هستند و یا تنها ارتفاع های سطحی جانبی را تحت تأثیر قرار می دهند. یک مثال پخش سطحی می باشد، جایی که اتم ها می توا نند تا محل های مجاور وابسته به شرایط انباشت از قبیل انرژی فعالسازی و دما پخش شوند.
|
|
پژوهشگران
|
مهران قلی پور شهرکی (نفر سوم)، غلامرضا نبیونی (نفر دوم)، کامبیز هدایتی (نفر چهارم)، مریم ناصح نژاد (نفر اول)
|