Как взаимодействуют атомы Si и Au

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Si 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 Si + 10 Au298–3000 K10 Au + 10 Si

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Au и Si*

Анализ равновесного состава системы кремний-золото в газовой фазе указывает на отсутствие термодинамического стимула к образованию новых соединений в широком температурном интервале от 298 до 3000 К. Тот факт, что система остается смесью индивидуальных атомов, объясняется низкой химической активностью золота, которое проявляет свойства благородного металла, и недостаточной энергией связи в потенциальных газообразных силицидах для компенсации энтропийного фактора.

В условиях газовой фазы при атмосферном давлении вклад энтропии в свободную энергию Гиббса становится доминирующим, что способствует распаду любых возможных молекулярных комплексов на отдельные атомы. Несмотря на известное существование интерметаллических соединений системы Au-Si в конденсированном состоянии, их синтез в газовом объеме энергетически невыгоден, так как выигрыш в энтальпии при образовании связи Si-Au не перекрывает потерю трансляционной энтропии.

С точки зрения материаловедения, такие результаты подтверждают высокую стабильность компонентов системы в паровой фазе, что имеет принципиальное значение при проектировании процессов физического осаждения из паровой фазы (PVD) или моделировании плазмохимических взаимодействий. Понимание отсутствия спонтанных реакций в газовом объеме позволяет более точно контролировать морфологию и состав напыляемых слоев, полагаясь исключительно на кинетику конденсации на подложке, а не на предварительный синтез соединений в потоке рабочего газа.



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