Atomflöden

Atomflöden är hastigheten med vilken atomer överförs eller flyttar genom en given yta eller region. De beskriver hur många atomer som passerar per yta och per tidsenhet och kan uttryckas i enheter som atomer per kvadratmeter per sekund (atoms m^-2 s^-1) eller i monolager per sekund (ML s^-1) i tunna lager. Atomflöden är centrala i områden som diffusion, ytkemi, ytdynamik och tunna films-depositioner.

Flödet styrs av olika mekanismer. Den mest grundläggande är diffusionsdriven flöde, där Ficks första lag J = -D ∂C/∂x beskriver hur atomer rör sig från områden med hög koncentration till låg. Tillsammans med Ficks andra lag ∂C/∂t = D ∂^2C/∂x^2 beskriver de hur koncentrationen förändras över tid. I gaskonfigurationer och kärnteknik kan även riktat eller ström-flöde förekomma. I praktiken används ofta termerna uppmätt flöde och käll-flöde i samband med källor som ett atomstråle- eller källa vid tunna films-beteenden.

Användningar inkluderar kontroll av tillväxt- och depositionstakt i halvledarproduktion (till exempel molekyl-beam epitaxy, sputterning), ytkemiska processer och diffusionsstudier i materialvetenskap. Flödeshastigheter möts ofta i måttenheter som ML s^-1 eller atomer cm^-2 s^-1 och kalibreras med metoder som kvarts kristallvåg, masspektrometri eller ytsanskar. Bildningen av väl kontrollerade atomflöden möjliggör noggrann kontroll av materialegenskaper och gränssnitt.

Se även: diffusion, Fick's lagar, molekylbeam epitaxi, ytdynamik, tunna filmer.