§ 5.3.2. Конденсация молекул

При конденсации молекул, вылетающих из бесконечно малого плоского источника О (рис. 5.3, б), вероятность вылета определяется из (2.14). Тогда, аналогично (5.5) и (5.6), получим dGKl = GBdS/(πl²); dGKl = Ga cos² ydS/(πR²).

Отношение толщин конденсата при нанесении из плоского источника

При р=/ толщины пленки в центре и на краю подложки будут отличаться в четыре раза. При получении пленки с неравномерностью толщины 5% необходимо располагать подложку на расстоянии 6,3р от источника. Плоский источник дает большую, чем точечный, скорость нанесения покрытия (в четыре раза при y=0), но неравномерность покрытия при этом возрастает.

Неравномерные покрытия, равнодоступные молекулам откачиваемого газа, хуже используют запас активного вещества в насосе.

Быстрота поглощения газа пленкой So зависит от ее материала, рода газа и температуры пленки. Для 1 см² титановой периодически напыляемой пленки So для H₂ и N₂ при 77 К соответственно равны 26-10^-3 и 7-10^-3, а при 293 К— 15-10^-3 и 1 10^-3 м³/(с-см²).

  Поглощение газов пленками может носить поверхностный или объемный характер. При поверхностном поглощении для небольших степеней покрытия количество сорбированного газа прямо пропорционально времени сорбции. Объемное поглощение происходит за счет диффузии газов в пленку, и количество поглощенного газа на начальном участке сорбционной кривой пропорционально корню квадратному из времени сорбции.  

Поверхностный характер сорбции наблюдается обычно при низких температурах, объемный — при высоких. Титановая пленка при температурах выше 150 К водород поглощает объемно. Коэффициент диффузии водорода при температуре 220 К составляет 10-15 см²/c, а при 300 К —2-10-11 см²/c.

  При поверхностном поглощении водорода на титановых пленках при Т>77 К за счет каталитических реакций со свободным углеродом, растворенным в пленке, происходит образование и выделение метана СН₄.

Такие газы, как N₂, О₂, СО и СО₂, начинают поглощаться объемно титаном только при температурах более 1000 К. Поглощение воды сопровождается выделением водорода.  

Сорбционные характеристики пленок сильно зависят от условий их образования. Пленка, осажденная при низкой температуре, имеет пористую структуру, что приводит к значительному повышению скоростей поглощения газов.