Schichtwachstum

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Unter Schichtwachstum versteht man in der Oberflächenchemie das Wachstum von Monolagen auf eine Phasengrenze.

Man unterscheidet drei einfache Grenzmechanismen:

• Das Frank-van-der-Merve-Wachstum ist ein Modell, bei dem neue Schichten Monolage für Monolage wachsen. Man geht hier davon aus, dass die Adhäsion auf der neuen Monolage ungefähr gleich der der blanken Oberfläche ist. Diese Art von Oberflächenwachstum ist z.B. bei Modell-Katalysatoren wichtig.

• Beim Stranski-Krastanov-Wachstum ist die Adhäsion auf der ersten Monolage höher als auf der reinen Oberfläche. Dadurch bildet sich zuerst eine ganze Monolage, die Benetzungsschicht (engl. wetting layer) aus, dann erfolgt das Wachstum auf Inseln in die Höhe. Dabei entstehen typischerweise Quantenpunkte.

• Beim Volmer-Weber-Wachstum (nach Max Volmer) ist die Adhäsion auf der neuen Schicht viel höher als auf der reinen Oberfläche des Festkörpers. Hier erfolgt das Wachstum in Form von hohen Inseln. Die entstehenden übergeordneten Strukturen sind dann Nanopartikel. Ein solches Wachstum führt also zu einer großen Oberfläche, wie sie beispielsweise bei heterogenen Katalysatoren in der chemischen Industrie erforderlich sind.

In der Realität liegt das Wachstum von Oberflächen-Schichten zwischen diesen sehr vereinfachten Modellen.

Siehe auch: Epitaxie, Dünne Schichten, Dünnschichttechnologie