Как взаимодействуют атомы Ga и La

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Ga и 10 моль атомов La в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 Ga + 10 La298–2523 K10 Ga + 10 La

10 Ga + 10 La2523–3000 K10 La + 10 Ga (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий La и Ga*

Анализ термодинамического равновесия системы галлия и лантана в газовой фазе указывает на отсутствие химического взаимодействия между данными элементами в широком температурном диапазоне. Отсутствие образования интерметаллических соединений при температурах до 3000 K свидетельствует о недостаточном химическом сродстве компонентов в парообразном состоянии для преодоления энтропийного барьера, который препятствует ассоциации отдельных атомов в сложные молекулярные комплексы.

При температуре около 2523 K наблюдается переход галлия в газовое состояние, однако это не приводит к инициации химической реакции. С точки зрения физической химии, такая инертность системы в газовой фазе может быть обусловлена тем, что свободная энергия Гиббса образования возможных газообразных соединений Ga-La остается положительной или недостаточно низкой, чтобы сделать процесс синтеза термодинамически выгодным по сравнению с состоянием раздельных атомов.

Подобные результаты имеют существенное значение при проектировании технологических процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD). Отсутствие спонтанного взаимодействия компонентов в объеме газового пространства позволяет осуществлять соиспарение элементов для получения однородных тонких пленок или специфических сплавов без риска преждевременной нуклеации соединений в потоке пара. Таким образом, высокая термодинамическая устойчивость раздельных фаз обеспечивает контролируемый перенос вещества к подложке, где взаимодействие между галлием и лантаном может произойти уже в конденсированной фазе за счет иных энергетических факторов и механизмов диффузии.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.