Энциклопедический словарь нанотехнологий

ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ

Термин
зародышеобразование
Термин на английском
nucleation
Синонимы
зарождение новой фазы, нуклеация
Аббревиатуры
Связанные термины
нановискер, спинодальный распад, островок
Определение
процесс флуктуационного образования жизнеспособных центров выделения новой фазы при фазовых переходах первого рода и химических реакциях
Описание

«Если вещество находится в метастабильном состоянии, то рано или поздно оно перейдет в другое – устойчивое. Например, переохлажденный пар с течением времени конденсируется в жидкость; перегретая жидкость превращается в пар.Этот переход совершается следующим образом. В однородной фазе образуются благодаря флуктуациям небольшие скопления другой фазы; например, в паре образуются капельки жидкости. Если пар является устойчивой фазой, то эти капельки всегда неустойчивы и с течением времени исчезают. Если пар переохлажден, то при достаточно больших размерах появившихся в нем капелек последние оказываются устойчивыми и, с течением времени, будут продолжать расти, делаясь как бы центрами конденсации пара. Достаточно большие размеры капельки необходимы для того, чтобы скомпенсировать энергетически невыгодный эффект появления поверхности раздела между жидкостью и паром. Таким образом, существует определенный минимальный, «критический» размер, которым должен обладать возникающий в метастабильной фазе, как говорят, зародыш новой фазы для того, чтобы он стал центром образования этой фазы. …» [1]

Зародышеобразование, как правило, происходит при метастабильном состоянии исходной системы. Различают гомогенное зародышеобразование (в объеме материнской фазы) и гетерогенное (на посторонних частицах, границах раздела и др.).

Примерами зародышеобразования являются:

  • Процесс кристаллизации (образование кристаллов из растворов или расплавов) начинается с процесса зародышеобразования. Если зародышеобразование происходит в объеме фазы, то оно называется гомогенное.
  • Образование пузырьков углекислого газа в газированной воде после уменьшения давления в сосуде. Зародышеобразование происходит быстрее и легче на стенках сосуда, границах раздела или инородных частицах (гетерогенное зародышеобразование).
  • Зародышеобразование играет важную роль на начальной стадии роста тонких пленок (критический размер островка).
Авторы
  • Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Ландау Л.Д. и Лифшиц Е.М. Статистическая физика.Часть 1 / § 162. Образование зародышей при фазовых переходах - М.: Наука, 1976 - С. 579
Иллюстрации
Теги
Разделы
Химическое, термическое и электродуговое ocаждение из газовой фазы (в том числе CVD, EVD, MoCVD, PVD и аналоги)
Физические методы (лазерные, электронно-лучевые, ионно-плазменные) осаждения слоев нанометровых толщин
(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)


Ещё