Techniklexikon

Nukleation und Wachstum

Festkörperphysik, Anlagerung und Wachstum von Atomen an der Oberfläche eines Substrats (Keimbildung). Nach diesem ersten Schritt bei der Bildung von dünnen Schichten setzt das Schichtwachstum ein. In Abhängigkeit von der Wechselwirkung zwischen Atom und Substrat können drei verschiedene Wachstumsmoden auftreten. Ist die Oberflächenspannung des Substrats g_s grösser als die Summe aus der Oberflächenspannung des Beschichtungsmaterials g_f und der Grenzflächenspannung zwischen Substrat und Schicht g_i (g_s > (g_f + g_i)), tritt Monolagenwachstum (Frank-van-der-Merve-Wachstum) auf. Gilt g_s < (g_f + g_i), wird Inselwachstum (Volmer-Weber-Wachstum) beobachtet. Der Spezialfall, dass sich erst eine geschlossene Monolage ausbildet und dann Inselwachstum einsetzt, wird als Stranski-Krastanow-Wachstum bezeichnet (siehe Abb.).

Nukleation und Wachstum: Wachstum dünner Schichten: a) Lagenwachstum (Frank-van-der-Merwe) , b) Inselwachstum (Volmer-Weber) , c) Lagenwachstum mit nachfolgendem Inselwachstum (Stranski-Krastanow).