Interfaceruwheid

Interfaceruwheid is de microscopische onregelmatigheden op de grens tussen twee materialen of lagen. Het wordt meestal beschreven met statistische maatstaven zoals de RMS-ruwheid (σ) en de correlatielengte (ξ), die aangeven over welke afstand de hoogteverschillen invloed hebben. Interfaceruwheid komt voor in halgeleiders, metalen en keramische multilagen, optische coatings en andere heterostructuren.

Oorzaken en invloed: Ruwheid ontstaat tijdens productie, bijvoorbeeld door sputteren, evaporatie, chemische dampdepositie (CVD), epitaxiale groei, etsen en annealing, en resulteert in een niet-vlak grensvlak. De ruwheid beïnvloedt elektronische en optische eigenschappen: dragers stoten tegen het grensvlak, mobiliteit neemt af, trapdichtheden en ruis kunnen toenemen, en kwantumconfinement en subbands veranderen bij quantum wells. Soms kan gecontroleerde ruwheid gewenst zijn, bijvoorbeeld voor betere lichtuitstraling of hechting; meestal is onvoorspelbare ruwheid nadelig.

Detectie en karakterisering: meetmethoden omvatten AFM en STM voor topografie op nanometerniveau; XR en TEM voor diepte- en interfacekwaliteit; soms spectroscopische technieken. Resultaten worden uitgedrukt in σ en ξ en in parameters die de ruwheidsverdeling beschrijven, zoals de correlatefunctie.

Toepassingen en overwegingen: In halfgeleiders en opto-elektronica bepaalt interfaceruwheid vaak de prestaties van diodes, lasers en transistors, vooral bij laagdimensionale heterojuncties. In coatings en fotovoltaïsche technologie beïnvloedt ruwheid hechting, reflectie en lichtverstrooiing. Procesbeheersing, bufferlagen en vlakpolijsten helpen om gewenste ruwheid te bereiken.

---