الاخرق الكيميائي هو عملية يتم فيها طرد الذرات أو الجزيئات من سطح مادة صلبة بسبب قصفها بأيونات أو جسيمات نشطة. وتنتج هذه الظاهرة في المقام الأول عن انتقال كمية الحركة من الأيونات الساقطة إلى الذرات المستهدفة، مما يؤدي إلى تمزق الروابط الذرية وما يتبع ذلك من طرد ذرات السطح.
ملخص الإجابة:
ينطوي الاخرق الكيميائي على طرد الذرات أو الجزيئات من سطح صلب عندما يتم قصفه بأيونات نشطة. هذه العملية حاسمة في تطبيقات مختلفة مثل ترسيب الأغشية الرقيقة وتنظيف السطح وتحليل تركيب السطح. وتتأثر كفاءة الرش بالرش بعوامل مثل طاقة الأيونات الساقطة وكتلتها، وكتلة الذرات المستهدفة، وطاقة الارتباط للمادة الصلبة.
-
الشرح التفصيلي:آلية الاخرق:
-
يحدث الاخرق عندما تصطدم أيونات عالية الطاقة بذرات هدف صلب. وتؤدي هذه التصادمات إلى نقل كمية الحركة إلى ذرات الهدف، مما يجعلها تكتسب طاقة كافية للتغلب على قوى الارتباط التي تبقيها في الشبكة الصلبة. وينتج عن ذلك طرد الذرات من سطح المادة المستهدفة. يمكن تصور العملية على أنها سلسلة من التصادمات على نطاق ذري، على غرار لعبة البلياردو، حيث تصطدم الأيونات الساقطة (التي تعمل ككرة البلياردو) بالذرات المستهدفة (كرات البلياردو)، مما يؤدي إلى طرد بعضها من السطح.
- العوامل المؤثرة على الاخرق:
- تتأثر كفاءة عملية الاصطرار، التي غالباً ما يتم قياسها كمياً من خلال مردود الاصطرار (عدد الذرات المقذوفة لكل أيون ساقط)، بعدة عوامل:طاقة الأيونات الساقطة:
- يمكن للأيونات ذات الطاقة الأعلى أن تنقل المزيد من الزخم إلى الذرات المستهدفة، مما يزيد من احتمال القذف.كتل الأيونات الساقطة والذرات المستهدفة:
-
يمكن أن تؤدي الأيونات الأثقل أو الذرات المستهدفة إلى نقل كمية حركة أكثر فعالية.طاقة الارتباط للمادة الصلبة:
- تتطلب الروابط الذرية الأقوى طاقة أكبر للكسر، مما يؤثر على سهولة طرد الذرات.تطبيقات الاخرق:
- يستخدم الاخرق على نطاق واسع في تطبيقات تكنولوجية مختلفة:
- ترسيب الأغشية الرقيقة: يمكن ترسيب الذرات المنبثقة على ركيزة لتشكيل أغشية رقيقة، والتي تعتبر حاسمة في الإلكترونيات والبصريات.
-
تنظيف السطح وتحليله: يمكن أن يزيل الرذاذ الرذاذ الملوثات ويخشن الأسطح، مما يساعد في إعداد أسطح عالية النقاء للتحليل أو المعالجة الإضافية.
تحليل المواد:
تستخدم تقنيات مثل التحليل الطيفي لإلكترون أوجيه الإلكترون المطيافي تقنية الرش بالمطرقة لتحليل التركيب العنصري للأسطح عن طريق إزالة الطبقات بالتتابع وتحليل الإلكترونات المنبعثة.
اتجاهية الجسيمات المرشوشة:
