表面界面物理復(fù)習(xí)思考題(共15頁)

1、表面(biomin)界面物理復(fù)習(xí)思考題原子間的鍵合方式(fngsh)及性能特點。原子(yunz)的外層電子結(jié)構(gòu)，晶體的能帶結(jié)構(gòu)。描述原子中一個電子的空間位置和能量：1）主量子數(shù)n；軌道角量子數(shù)l；磁量子數(shù)m；自旋量子數(shù)s；2）核外電子的排布規(guī)律三原則：能量最低原理；Pauli不相容原理；Hund規(guī)則。說明：1）晶體中，當(dāng)N個原子聚在一起成晶體時，每個原子能級上將有2N個相同能量狀態(tài)的電子（共有化電子），這是泡利不相容原理所不允許的，實際上，由于原子的相互作用，每個原子能級將分裂為一個有N個支能級的能帶。2）能帶表示電子允許占有的狀態(tài)，能帶間隙有禁帶，其寬度通常用Eg表示。每一根能帶中可以容納的

2、電子是有限制的（最多為組成晶體原子數(shù)的2倍）。3）能帶全部裝滿電子為滿帶，沒有電子為空帶，兩者都不對導(dǎo)電作貢獻；能帶沒有填滿為未滿帶，其中電子在外電場作用下能改變狀態(tài)，對導(dǎo)電作貢獻。晶體（單晶體、多晶體）的基本概念，晶體與非晶體的區(qū)別。晶體：內(nèi)部質(zhì)點（原子、離子或分子）在三維空間呈周期重復(fù)排列的固體。單晶體：質(zhì)點按同一取向排列。由一個核心（稱為晶核）生長而成的晶體。多晶體：由許多不同位向的小晶體（晶粒）所組成的晶體。多晶體一般顯示出各向同性假等向性。固態(tài)物質(zhì)按其原子（或分子）的聚集狀態(tài)而分為兩大類：晶體與非晶體空間點陣與晶胞、晶面指數(shù)、晶面間距(jin j)的概念，原子的堆積方式和典型的晶體結(jié)

3、構(gòu)?？臻g點陣：呈周期性的規(guī)則排列的陣點所形成的具有(jyu)等同的周圍環(huán)境的三維 陣列(zhn li)。晶胞：在空間點陣中，能代表空間點陣結(jié)構(gòu)特點的結(jié)構(gòu)單元，反映晶格特征的最小幾何單元。晶面指數(shù)：代表一組平行的晶面。為了便于研究和表述不同晶面原子排列的情況及其在空間的位向，需要確定一種統(tǒng)一的表示方法來表示晶面，稱為晶面指數(shù)。晶面間距：兩近鄰平行晶面間的垂直距離。晶體中原子堆積方式：1）面心立方結(jié)構(gòu)是以其最密排面111每三層就重復(fù)堆積，按ABCABC的次序堆積起來的。2）密排六方結(jié)構(gòu)也是一種密堆積，它的（001）面和面心立方111面具有相同的最緊密排列方式，（001）面每兩層就重復(fù)堆垛，即（00

4、1）面按（ABABAB）的順序堆垛，3）體心立方結(jié)構(gòu)是以其最密排面111每三層就重復(fù)堆積，按ABCABC的次序堆積起來的。4）簡單立方結(jié)構(gòu)是以其最密排面111每三層就重復(fù)堆積，按ABCABC的次序堆積起來的。典型的晶體結(jié)構(gòu)：面心立方結(jié)構(gòu)；體心立方結(jié)構(gòu)；密排六方結(jié)構(gòu)；簡單立方。表面信息獲取的主要方式及基本原理。表面信息的獲?。河煤赡艿碾娮?、離子、光子作“探針”，根椐入射粒子和出射粒子之間的類型轉(zhuǎn)換、能量變化、粒子的分布等關(guān)系，可以獲取表面的信息?；驹恚阂院赡茈娮幼魈结?，當(dāng)電子與表面作用后，能從表面激發(fā)出電子、離子和光子。采用相應(yīng)的儀器可測量這些激發(fā)粒子的能量分布和角度分布，然后推算出表面原子

5、排列、成分、缺陷、原子價態(tài)等信息，這就是目前各類表面分析的基本原理。為什么XPS可獲得表面信息(xnx)，而X射線衍射只能獲得體信息？X射線與物質(zhì)相互作用時，會發(fā)生一系列效應(yīng)。其中，X射線從物質(zhì)中激發(fā)出光電子被應(yīng)用(yngyng)于XPS中，而X射線的相干散射被應(yīng)用于X射線衍射中。XPS方法以X射線光電子的能量來鑒別化學(xué)元素，而X射線光電子在逸出的路上自由程很短，實際能探測的信息濃度(nngd)只有表面幾個至十幾個原子層，因而XPS可獲取表面信息。而X射線信號產(chǎn)生的深度和廣度較大，同時有表面信號與體信號，體信號的強度遠大于表面信號，所以只能獲得體信息。利用光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（A

6、uger）進行表面分析的基本原理和應(yīng)用范圍。透射電子顯微鏡有哪幾種工作模式，它們可獲得材料(cilio)的什么信息。掃描電子(dinz)顯微鏡的二次電子像和背反射電子像的成像原理。二次電子成像原理(yunl)：二次電子的產(chǎn)額與入射電子束與樣品表面法線的夾角有關(guān)，與cos成反比，入射電子強度一定的情況下，由二次電子的信息可得入射點處的形貌信息。入射電子束在樣品上掃描，收集二次電子的信息，可得到樣品的形貌圖像。背反射電子成像原理：入射電子束打到樣品上，存在一部分與入射電子能量相當(dāng)?shù)姆瓷浠貋淼碾娮?，而且反射電子的強度與樣品表面原子的序數(shù)有關(guān)，隨原子序數(shù)的增大而緩慢提高，存在比例關(guān)系。入射電子束在樣品

7、上掃描，收集背反射電子的信息，可得到樣品的成分襯度圖像。說明電子束技術(shù)的基本特征，舉出幾種利用電子束的波動性和粒子性的分析技術(shù)。電子束的基本特征：1）電子源容易獲得。2）檢測容易。3）電子對所有元素都有較強的相互作用，其散射幾率比X射線大幾個數(shù)量級。4）近代電子束的聚焦(jjio)技術(shù)好，分辨率較高。5）電子束不會導(dǎo)致高真空環(huán)境的污染。利用電子(dinz)的波動性的分析技術(shù)：1）透射(tu sh)電子顯微鏡（TEM）。2）低能電子衍射（LEED）。3）高能電子衍射（HEED）利用電子的粒子性的分析技術(shù)：1）紫外光電子能譜（UPS）。2）俄歇電子譜（AES）。3）X射線光電子能譜（XPS）。4）

8、掃描電子顯微鏡（SEM）。什么是電子結(jié)合能的位移？價帶能態(tài)密度可采用什么方法測試，簡述其原理。電子結(jié)合能位移：原子內(nèi)殼層電子的結(jié)合能受到核內(nèi)、外電荷分布的影響。任何引起這些電荷分布發(fā)生變化的因素，都可能使原子內(nèi)殼層電子的結(jié)合能產(chǎn)生變化，在光電子能譜圖上可以看到光電子譜峰的位移，這種現(xiàn)象稱為電子結(jié)合能位移。價帶能態(tài)密度可用XPS測試。固體價帶中的電子狀態(tài)的能量分布由能態(tài)密度來表示，某一能量X射線光電子的數(shù)量與對應(yīng)能量的表面能態(tài)密度成正比，當(dāng)入射光子能量大于21eV時，光電子發(fā)射譜的能量分布可以看作是價帶能態(tài)密度分布。表面的定義。什么是清潔表面和實際表面？表面：兩種不同相的交界區(qū)域稱為表面。通常指

9、凝聚相與氣相、液相的界面，不是幾何意義上的平面，具有一定的過度區(qū)。清潔表面：清潔表面是指反映材料本征特性的表面。它應(yīng)當(dāng)是在經(jīng)腐蝕、解理、離子刻蝕等處理，除去吸附層、氧化層、表面損傷層后的表面。只能在高真空環(huán)境下依存的表面。實際表面：經(jīng)過一定處理后，保存在通常環(huán)境下的固體表面。理想表面：將一無限大的晶體分成兩部分所形成的表面。表面的原子排列與體內(nèi)完全一致，這就是通常物理學(xué)、化學(xué)學(xué)所討論的“表面”。什么是表面的TLK模型？表面缺陷產(chǎn)生的原因是什么？表面不是原子級的平坦，上面有平臺（Terrace），臺階（Ledge）和扭曲（Kink），這種方式描述表面，稱為TLK模型。表面缺陷產(chǎn)生的原因：由熱力學(xué)

10、定律，溫度高于絕對零度（0K）時，所有物理系統(tǒng)的熵（S）都不為零。系統(tǒng)的自由能（F）與內(nèi)能（U）、熵（S）和絕對溫度（T）關(guān)系為：F=U-TS。系統(tǒng)穩(wěn)定的條件是自由能最小。有兩種情況：1，當(dāng)內(nèi)能U減小時，即原子排列整齊；2，當(dāng)熵S增大時，既系統(tǒng)混亂度增加，原子排列混亂；特別是在溫度較高時，S的影響更大。什么是表面(biomin)弛豫和表面重構(gòu)？畫出表面弛豫和表面重構(gòu)的原子排列圖。理想晶體表面具有二維周期性，其單位網(wǎng)格由基矢決定。由于表面原子受力的情況與體內(nèi)不同(b tn)，或由于有外來原子的吸附，最表面層原子常會有垂直于或傾斜于表面的位移，表面以下的數(shù)層原子也會有垂直或傾斜于表面的位移，這種現(xiàn)

11、象為表面重構(gòu)。如果表面原子只有垂直于表面的運動，則稱為表面弛豫。為什么表面原子排列與體內(nèi)不同，請比較(bjio)重構(gòu)與馳豫的異同，并解釋Si（111）21重構(gòu)的成因。由于表面處原子排列突然中斷，如果在該處原子仍按照內(nèi)部方式排列，則勢必會增加系統(tǒng)的自由能。因此，表面附近的原子排列就會進行調(diào)整，以減小其表面能，使系統(tǒng)穩(wěn)定。重構(gòu)與弛豫的異同：相同點：都是為了降低表面能，表面層原子排列情況的變化。不同點：對于馳豫，表面原子只有垂直于表面的運動；對于重構(gòu)，表面原子有垂直或傾斜于表面的位移Si（111）21重構(gòu)的成因：納米材料有哪些效應(yīng)？1）小尺寸效應(yīng)：當(dāng)納米材料結(jié)構(gòu)單元的尺寸與光波波長，德布羅意波長，以

12、及超導(dǎo)體的相干長度，穿透深度等物理特征尺度相當(dāng)時，其內(nèi)部晶體周期性邊界條件將被破壞。導(dǎo)致特征光譜移動，磁序改變，超導(dǎo)相破壞，結(jié)構(gòu)發(fā)生非熱力學(xué)結(jié)構(gòu)相變等。2）量子尺度效應(yīng)：當(dāng)納米材料結(jié)構(gòu)單元某一位上的尺寸下降到某個值時候，費米面附近的電子能量譜由準連續(xù)到離散，表面結(jié)構(gòu)和電子態(tài)急劇變化，能隙變寬，處于分享的量子化能級中的電子波動使其產(chǎn)生一系列反常。例如，導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體，磁矩的大小和顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會反常變化，光譜線會產(chǎn)生向短波長方向的移動，這就是量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。3）表面效應(yīng)：指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨著粒子尺寸的減小而大幅度的增加，粒子

13、的表面能及表面張力也隨著增加，從而引起納米粒子物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。4）宏觀量子隧道效應(yīng)：納米材料中發(fā)現(xiàn)(fxin)一些宏觀物理量，如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應(yīng)。5）庫侖堵塞(ds)效應(yīng)：納米體系的充放電時，電子不能集體傳輸，而是一個一個單電子的傳輸。6）介電限域效應(yīng)：由納米微粒分散在異質(zhì)介質(zhì)中由于界面引起的體系(tx)介電增強的現(xiàn)象說明表面張力和表面自由能分別用于什么情況。解釋表面吸附對表面自由能的影響。如何測試材料的表面自由能，簡述其基本原理。對于液體來說，表面張力等于表面自由能，而對于固體來說，表面張力取決于在表面的方向和表面的確切的晶體結(jié)構(gòu)。因此，表面張

14、力用于涉及到液相的表面，而對于涉及到固相時，采用表面自由能。晶體的自由表面雖然由于原子弛豫、表面重構(gòu)等效應(yīng)，使斷鍵飽和，但仍處于高能狀態(tài)。將通過吸附等效應(yīng)進一步降低表面能。對于高表面能的物質(zhì)（如金屬等），表面活性物質(zhì)對表面能的影響較大。一般低表面能物質(zhì)吸附在高表面能物質(zhì)表面，將顯著降低其表面能；而高表面能物質(zhì)吸附在低表面能物質(zhì)表面，則對表面能影響不大，因為這種情況下，表面的吸附濃度較低。表面自由能表測試方法：1）結(jié)合能：測量分開兩個相同的接觸到無限分離所需要的能量，由關(guān)系：Wc=2（其中就是表面能），范德堡方法，,得（其中A11為Hamaker常量；H0的值在液體原子間的表面約為0.165nm

15、，在因體原子之間在表面處是0.3nm）2）通過液體與固體表面的接觸角：由關(guān)系Cos=1-(l-c)其中:為接觸角；為0.030.04；l為液體表面張力；c為特定表面張力測試不同l液體的接觸角作曲線，外推到=0度，可到的c值什么是晶體材料的易生長晶面，它與什么因素有關(guān)？NaCl為簡立方晶體，它的易生長晶面是什么？晶體材料的易生長晶面是指晶體表面張力大，生長速度相對最大晶面。易生長晶面與晶體材料表面的取向（即晶面的類型）有關(guān)。而晶體生長速度的幾種主要的外部因素：渦流，溫度，雜質(zhì)，粘度，結(jié)晶速度。NaCl簡單立方晶體(jngt)易生長面；由Wulff定律，晶體（111）晶面表面張力(biominzh

16、ngl)最大，自由能最小，對外來原子的引力最大，生長速度最快，為晶體的易長晶面。分析過程：（100）晶面的網(wǎng)面上結(jié)點密度最大，網(wǎng)面間距也最大，網(wǎng)面對外來質(zhì)點的引力小，生長速度慢，晶面橫向擴展，最終(zu zhn)保留在晶體上；（110）晶面次之；（111）晶面的網(wǎng)面上結(jié)點密度最小，網(wǎng)面間距也就小，網(wǎng)面對外來質(zhì)點引力大，生長速度最快，橫向逐漸縮小以致晶面最終消失。表面態(tài)的產(chǎn)生原因和種類，它對材料性能有何影響？（1）表面態(tài)是由于表面原子排列的中斷或畸變而產(chǎn)生在表面區(qū)的一些附加的、在體內(nèi)不可能存在的一些能級或能帶，有Tamm態(tài)和Shockley態(tài)。（2）表面態(tài)產(chǎn)生的原因：原子在表面周期性排列的改變，

17、缺陷，吸附外來原子，晶格失配，應(yīng)力畸變，污染等。（3）表面態(tài)對材料的老化，器件的性能和可靠性等會產(chǎn)生重要影響，特別是當(dāng)器件尺寸越來越小，表面占據(jù)的比例就越來越大。具體表現(xiàn)如下：空間電荷，表面電導(dǎo)，少數(shù)載流子的壽命與復(fù)合，金屬半導(dǎo)體的接觸勢壘形狀與高度，異質(zhì)結(jié)的勢壘形狀與高度。形成空間電荷區(qū)的原因和表面空間電荷區(qū)的類型。1)形成空間電荷區(qū)的原因：表面空間電荷區(qū)的形成主要是由于表面存在表面電場，而表面電場產(chǎn)生的原因如下：a，表面態(tài)的影響：由于表面態(tài)與體內(nèi)電子態(tài)之間交換電子，結(jié)果產(chǎn)生了垂直于表面的電場。表面費米能級EFS，體費米能級EF，EFSEF，這樣表面與體內(nèi)將發(fā)生電子（空穴）的交換，產(chǎn)生空間電

18、荷區(qū)。b，功函數(shù)的差異：WSWm，于是有EFSEFm，形成金半電場；同理，如果，WSWm，于是有EFSEFm，形成半金電場c，氧化層中的雜質(zhì)離子。d，外加偏壓。2）類型：P型半導(dǎo)體：a，VG0,VS0時，能帶上彎，多子耗盡；d，VG0時，反型，少子堆積。N型半導(dǎo)體：a，VG0,VS0時，多子堆積；b，VG=0,VS=0時，平帶c，VG0,VS0時，多子耗盡；d，VG0,VS0，能帶下彎，表面多子(du z)堆積；（2）VG=0,VS=0，平帶；（3）VG0,VS0，能帶上彎，多子(du z)耗盡；（4）VGWs，形成表面勢壘。在勢壘區(qū)，空間電荷主要由電場作用形成，電子濃度比體內(nèi)小的多，是一個高

19、阻區(qū)域，稱之為阻擋層（肖特基勢壘）。若Wm0使能帶下彎曲，這里的電子濃度比體內(nèi)的大多了，是一個高電導(dǎo)區(qū)，即歐姆接觸區(qū)。當(dāng)與P型半導(dǎo)體接觸時，若WmWs形成歐姆接觸。實際(shj)情況：由于表面(biomin)態(tài)濃度比較大，最終使EF向(EF)s靠近，這就是表面費米能級的釘扎作用(zuyng)。實際接觸的勢壘高度由界面態(tài)勢壘決定，對于許多半導(dǎo)體材料，它們位于禁帶寬度1/3處，這個界面態(tài)勢壘始終存在，這就是導(dǎo)致實際和理論上的差別的根本原因。試分析多晶ZnO材料中具有雙向整流效應(yīng)的I-V特性曲線與界面電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。由于氧化鋅晶界區(qū)存在晶界相，所以它的晶界區(qū)勢壘較厚；在低偏壓時，勢壘隨電壓變化小，電

20、導(dǎo)的主要形式是熱電子發(fā)射，隧道效應(yīng)很弱。隨著電壓增加，出現(xiàn)弱反型；當(dāng)電壓超過某一個值后，能帶彎曲很大，出現(xiàn)強反型。表面區(qū)空穴濃度很高，通過復(fù)合中心傳導(dǎo)電流，界面態(tài)上的電子會通過隧道效應(yīng)道進入右邊，所以電流迅速增大。多晶ZnO材料中“ZnO晶粒-晶界-ZnO晶粒”可視為對稱的結(jié)構(gòu)，即雙向的I-V曲線對稱。什么是表面吸附與偏析？吸附：吸附屬于一種傳質(zhì)過程，當(dāng)流體與固體接觸時，由于受到固體表面的不飽和力場的作用，流體中某一組分或多個組分在固體表面處產(chǎn)生積蓄，使物質(zhì)在表面外的濃度增大，此現(xiàn)象稱為吸附。也指物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)）表面吸住周圍介質(zhì)（液體或氣體）中的分子或離子現(xiàn)象。偏析：指液相或固溶體中的原

21、子（分子）在固-固、固-液界面上富集，即液相或固溶體中質(zhì)原子在界面上的濃度大于其基相。比較化學(xué)吸附與物理吸附，并畫出它們的吸附能曲線；什么是快化學(xué)吸附和慢化學(xué)吸附？ 物理吸附與化學(xué)吸附的比較能量曲線：吸附(xf)速度：EB0,需要激活，活化(huhu)化學(xué)吸附（慢化學(xué)吸附）EB0,不需要激活(j hu)，非活化化學(xué)吸附（快化學(xué)吸附）請解釋第IV型吸附等溫線。1)低壓下上凸表明吸附物質(zhì)和吸附劑有相當(dāng)強的親和力，并且也易確定像在類等溫線B點的位置（相當(dāng)于蓋滿單分子層時的飽和吸附量）2)壓力的增加，又由多層吸附逐漸產(chǎn)生毛細管凝結(jié)，吸附量劇增3)最后又由于毛細孔中均裝滿吸附物，吸附量不再增加，等溫線又

22、平緩起來N型半導(dǎo)體表面吸附氧后它的表面電導(dǎo)和表面能帶如何變化？N型半導(dǎo)體表面，隨溫度升高，先是導(dǎo)致電子濃度增加，電阻下降；后來晶粒表面吸附氧，使得物理吸附變?yōu)榛瘜W(xué)吸附，（一個氧氣分子加2個電子兩個負2價氧離子）載流子數(shù)目減小，電阻上升（電導(dǎo)下降），表面由于多子堆積，變成耗盡層。水在N型半導(dǎo)體表面吸附(xf)后對電導(dǎo)和能帶會發(fā)生哪些影響？N型半導(dǎo)體吸附水氣之后，氫從導(dǎo)帶中抽出電子，表面形成耗盡層，故材料的電阻(dinz)率增加。N型半導(dǎo)體吸附水氣后，勢壘增高，電阻增大，直到成為強反型層；由于(yuy)強反型層內(nèi)有自由載流子空穴的存在，所以材料的電阻率將隨水氣的吸附而減小。擴散有哪些微觀機制？其激

23、活能與擴散速度有何不同？由構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子（離子、原子、分子）的熱運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象稱為擴散。擴散微觀機制：空位機制，間隙機制，復(fù)合機制，環(huán)形機制。間隙機制：原子在點陣的間隙位置間躍遷面導(dǎo)致的擴散。間隙擴散只要能夠擠到另一個填隙位置就完成一個擴散過程，需要的能量很小，擴散速度比較快；空位機制：必須原子前面出現(xiàn)空位時，才有可能進入空位改變它的位置，等待前面又出現(xiàn)了空位后它又可能再向前移動一步。需要一定的激活能，消耗的畸變能不大，容易擴散；交換機制：原子的擴散是相鄰兩原子直接對調(diào)位置，所需的激活能比前兩者大得多，擴散速度也更慢。環(huán)形機制：同一晶面上距離相等的n個原子可以同時輪換位置以構(gòu)成擴

24、散試比較原子在表面、晶界、相界、晶內(nèi)擴散的方式、速度的異同？表面擴散：跳躍式和替位式是兩種主要擴散方式。其擴散的類型：(1)表面區(qū)濃度梯度引起的擴散(2)毛細管效應(yīng)引起的擴散相界擴散：一般稱基爾肯特（Kirkendall）擴散，由于原子間擴散速度不等，可能發(fā)生兩種情況：（1）導(dǎo)致界面移動，產(chǎn)生疏孔和隴起物。（2）通過相互擴散生成金屬間化合物，如Au-Al鍵合時生成的紫斑（AuAl2）等。晶界擴散：擴散系數(shù)和擴散時間的關(guān)系,晶界擴散分為三種類型A.對應(yīng)于體擴散系數(shù)較大的情況：雜質(zhì)沿晶粒和晶界都發(fā)生擴散，基本上雜質(zhì)是均勻擴散的。B.為體內(nèi)擴散慢，晶界擴散快的情況：這種擴散使雜質(zhì)包裹在晶界上。C.對

25、應(yīng)于晶粒擴散非常小的情況：雜質(zhì)全部通過晶界往體內(nèi)擴散，熱處理雜質(zhì)快速污染材料的可能機理、什么是Kirkendall擴散，其發(fā)生會導(dǎo)致何種后果？一般稱分界面上原子間產(chǎn)生的相互擴散為Kirdenkall（基爾肯特）擴散。由于原子間擴散速度不等，可能發(fā)生兩種情況：1，導(dǎo)致界面移動，產(chǎn)生疏孔和隴起物2，通過相互擴散生成金屬間化合物kirkendall擴散在一般情況是通過體擴散和晶界擴散來進行的，只有在溫度較高和時間較長時才明顯，它造成的后果對界面的強度、附著力、噪聲、接觸電阻和抗腐蝕性等有重要影響。固相反應(yīng)(fnyng)的發(fā)生是如何進行的？反應(yīng)速度的快慢影響因素有哪些？固相反應(yīng)(fnyng)指所有包含

26、固相物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，包括固-固相反應(yīng)，固-液相反應(yīng)，固-氣相反應(yīng)等。固相反應(yīng)也可能發(fā)生在單一固相內(nèi)部，如均相反應(yīng)。第一步：開始時，A晶格(jn )中的原子在反應(yīng)驅(qū)力F驅(qū)動下，原子鍵合斷裂，形成A原子流JA向B晶格擴散。類似過程也會在B晶格中發(fā)生。第二步：經(jīng)過一段時間后，A、B原子在界面處發(fā)生反應(yīng)生成AB，AB界面標(biāo)志為A/AB/B,AB是一種新化合物。影響反應(yīng)速度的因素有：原子的擴散速度，原子鍵斷裂速度。 有兩種情況：1，若原子擴散遠比晶格中A原子與B原子的鍵的斷裂快，此時，新相形成速度受制于原子A與原子B在各自晶格中鍵合的斷裂速度，這種過程稱為反應(yīng)控制，其生長厚度X與時間的關(guān)系為Xt。2，反之，若反應(yīng)過程比擴散過程快得多，則形成新相的速度取決于擴散速度。稱擴散控制，具有Xt1/2關(guān)系。許多固相反應(yīng)常常在開始時是反應(yīng)控制，但當(dāng)新相薄膜長到一定厚度后，則轉(zhuǎn)變當(dāng)為擴散控制。對于大多數(shù)固相反應(yīng)而言，擴散過程是控制反應(yīng)速率的關(guān)鍵。在硅片直接鍵合(SBD)工藝中，鍵合過程是如何完成的？直接鍵合是指在不需要任何粘結(jié)劑和外加電場情況下，將兩個表面經(jīng)親水處理的硅片面對面貼合，通過高溫處理可以直接鍵合在一起，形成一個具有一定強度的鍵合片。該工藝對兩鍵合片的晶向、電阻率、