Akademik

направленное движение частиц (атомов) на поверхности образца, происходящее при пропускании через него электрического тока.

Поверхностная электромиграция наблюдается как в гомо-, так и в гетеросистемах. В случае гомоэлектромиграции изменение направления тока изменяет морфологию поверхности, в частности, структуру ступеней. При гетероэлектромиграции наблюдается преимущественный массоперенос адсорбата в сторону одного из электродов (анода или катода).

При формальном описании поверхностной электромиграции эффективная сила F, действующая на мигрирующий на поверхности атом, пропорциональна электрическому полю Е  и записывается как сумма двух компонент:

F = F_d + F_w = e(Z_d + Z_w)E = eZE,  где

F_d - «прямая» сила, действующая на атом (ион) за счет его электростатического взаимодействия с приложенным полем;

F_w - сила «ветра», которая возникает из-за передачи импульса от носителей заряда (электронов) при их рассеянии на атоме;

Z = Z_d + Z_w – суммарный эффективный заряд атома, измеренный в единицах заряда электрона е.

Для электромиграции атомов, адсорбированных на поверхности металлов, сила электронного «ветра» обычно преобладает, поэтому направление движения адатомов совпадает с направлением потока электронов в сторону анода. Для электромиграции на поверхности полупроводников в зависимости от конкретного случая знак Z  может быть как отрицательным, так и положительным. Так, например, атомы серебра или индия на поверхности кремния электромигрируют в сторону катода, а атомы золота на той же поверхности движутся в сторону анода.  

• Зотов Андрей Вадимович, д.ф.-м.н.
• Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.

1. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.
2. Yasunaga H., Natori A. Electromigration on semiconductor surfaces // Surface Science Reports. 1992. Vol. 15. P.205-280.