Анизотропия поверхностей энергии кремния

Аннотация

Предложена эмпирическая модель поверхностного слоя металла, состоящая из слоев R₀, R(I), R(II), R_∞. Слой R₀ называется слоем де Бройля R₀ = λ_дБ = ћ/p и для металлов составляет от 0,01 нм до 0,1 нм. В этом слое начиняются квантовые размерные эффекты. Размерные эффекты в слое R(I) определяются всем коллективом атомов в системе (коллективные процессы). Такие «квазиклассические» размерные эффекты наблюдаются только в наноструктурах и для металлов составляют от 1 нм до 7 нм. Слой R(II) простирается примерно до размера R(II)≈9R=R_∞ (< 100 нм), где начинается объемная фаза. В слое R(II) должно быть много размерных эффектов, связанных с оптикой, магнетизмом и другими физическими свойствами. Уравнение Русанова А.И., связывающее поверхностную энергию с размером частицы, справедливо только в слое R(I). Учет этого уравнения в нашей модели приводит к анизотропии кристаллической решетки металла. В работе Шебзуховой и Арефьевой методом электронно-статистического расчета анизотропии поверхностной энергии металлов определен метод оценки для работы выхода электронов из металла. В работе Бокарева анизотропия поверхностной энергии монокристаллов рассчитана из модели координационного плавления кристаллов. В предложенной нами эмпирической модели рассчитывается не только анизотропия, но и толщина поверхностного слоя для пористого кремния.

Ключевые слова: пористый кремний, поверхностный слой, атомный объем, наноструктура