Как взаимодействуют атомы Gd и Au

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Gd и 10 моль атомов Au 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 Gd + 10 Au298–3000 K10 Au + 10 Gd_-a;-b

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Au и Gd*

Анализ термодинамического равновесия системы, состоящей из гадолиния и золота в газовой фазе, указывает на отсутствие склонности данных элементов к образованию новых устойчивых соединений в широком температурном интервале от 298 до 3000 К при атмосферном давлении. Подобное поведение объясняется спецификой химического сродства благородных металлов и лантаноидов в газовом состоянии. Несмотря на то, что в твердой фазе система Gd-Au характеризуется образованием ряда стабильных интерметаллических соединений, условия газофазного взаимодействия существенно меняют энергетический баланс системы.

Основным фактором здесь выступает доминирование энтропийного вклада в свободную энергию Гиббса при высоких температурах. Высокая степень хаотичности отдельных атомов в газовой фазе препятствует ассоциации элементов в молекулярные кластеры или газообразные соединения, так как выигрыш в энтальпии от образования химической связи оказывается недостаточным для компенсации потери энтропии. Таким образом, система остается термодинамически стабильной в виде смеси индивидуальных компонентов.

Данный результат имеет важное значение для процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) и вакуумного напыления многокомпонентных пленок. Отсутствие спонтанных реакций в газовом объеме гарантирует, что перенос вещества от источников к подложке будет происходить без образования нежелательных промежуточных продуктов, что позволяет точно контролировать стехиометрию получаемых материалов непосредственно на поверхности раздела фаз, где кинетика и термодинамика процесса будут определяться уже другими факторами.



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