Download (pdf, ca. 18 MB) - MicroChemicals GmbH

MicroChemicalsMikro-GalvanikLangsameres Kristallwachstum (links) führt zu glatteren Schichten als rasches Wachstum(rechts), da die angelagerten Teilchen „mehr Sprünge Zeit“ haben, energetisch günstige Gitterplätzemit möglichst vielen Nachbarn zu finden und zu besetzen. Die unterschiedliche Färbung derAtomlagen dient nur der übersichtlicheren Darstellung des Vorgangs.Je mehr Zeit die angelagerten Teilchen für die Suche nach einem energetischmöglichst günstigen Gitterplatz haben (über z. B. eine geringere Abscheiderate oder/und höhere Temperatur), desto glatter wächst die Schicht (Abb. oben).Nicht nur die Bindungsenergiezu benachbarten besetztenGitterstellen, sondern auchdas lokale elektrische Feldträgt zur Energiebilanz einesTeilchen-Sprungs auf derOberfläche der Elektrode bei.Je kleiner der Krümmungsradiusder Oberfläche ist,desto stärker das lokale elektrischeFeld, und desto wahrscheinlicherder Einbau einesTeilchens an dieser Stelle. DieAbb. rechts zeigt das Ergebniseiner Simulation, die diesenAspekt berücksichtigt:Kleine, zufällige Unregelmäßigkeitenzu Begin der Abscheidung(Keimbildung) verstärkensich mit dem weite-neue Kationen bevorzugt an. Die Farbgebung dieser Abbil-An Spitzen ist das elektrische Feld größer, hier lagern sichren Wachstum (Keimwachstum),da neue Teilchendung dient nur der besseren Darstellung.bevorzugt dort eingebaut werden.... und PraxisDie Realität der galvanischen Abscheidung ist wesentlich komplexer als die Annahmender hier behandelten Simulationen:Elektroden sind i. d. Regel keine Einkristalle, sondern amorphe oder nanokristallineFestkörper, wodurch die Bindungsverhältnisse auf deren Oberfläche örtlich verschiedensind.Unberücksichtigt blieben auch die Transportmechanismen innerhalb der Diffusionsgrenzschicht,v. a. der Durchtritt durch die innere und äußere Helmholtzschicht.Auch das Abstreifen der Hydrathülle und chemische Reaktionen wirken sich auf dieEnergiebilanz eines Teilchens zwischen Anlagerung und Einbau ins Kristallgefüge aus.www.MicroChemicals.de-16-info@microchemicals.de