Issue
J. Phys. II France
Volume 3, Number 10, October 1993
Page(s) 1461 - 1477
DOI https://doi.org/10.1051/jp2:1993213
DOI: 10.1051/jp2:1993213
J. Phys. II France 3 (1993) 1461-1477

Variation du coefficient de collage de l'argent et de l'or durant leur condensation sur film de MgO

G. Desrousseaux1, A. Carlan2 and Z. Jiang2

1  Laboratoire associé au CNRS URA 797
2  Laboratoire "Propriétés Physiques des Couches Minces" Université d'Aix-Marseille III, Faculté de Saint-Jérôme, 13397 Marseille Cedex 20

(Reçu le 25 juin 1992, révisé le 26 avril 1993, accepté le 9 juillet 1993)

Abstract
The incidence rate dependence of the sticking coefficient during the growth of gold (or silver) condensate on MgO film is experimentally investigated for a substrate kept at room temperature. This MgO substrate is deposited on quartz monitor by evaporation under UHV from a Knudsen cell. Then, from another cell, the flux of metal atoms impinges on the MgO film which covers the quartz. Under this flux of incident metal atoms, the changes (respectively $\theta$ and f) of the temperature and of the frequency of the quartz oscillator are then simultaneously recorded. Both continuous measurements enable us to calculate, at different times t, the sticking coefficient $\eta (t)$ defined as the ration between the condensed metal rate q and the incident rate R. We use the results to plot $\eta~versus~t$ and examine the slope of $\eta$-rise until the time t at which $\eta (t)$ reaches unity. The progression of $\eta (t)$ reaches unity. The progression of $\eta (t)$ from zero to unity during the metal deposition is explained by assuming that the nucleation on preferred sites with capture of adatoms at the edge of stable germs is the prevailing condensation mechanism at the initial stage of the condensation. Our experimental results could be fitted better by assuming an exponential growth of the site occupation than an increase of the number density $n_{\rm s}(t)$ with (Rt)1/3.

Résumé
On étudie expérimentalement la dépendance que peut présenter, par rapport au flux métallique incident, la progression vers l'unité du coefficient de collage. Pour cela, on suit cette progression pour l'or et l'argent condensés sur film de MgO à température proche de l'ambiante. Le substrat de MgO est déposé sur un quartz de pesée par évaporation sous ultra-vide à partir d'une cellule de Knudsen. Une autre cellule est utilsée pour déposer l'un de ces métaux sur le film de MgO couvrant le quartz. Les variations $\theta$ et f de la température et de la fréquence d'oscillations du quartz de pesée sous le flux d'atomes incidents sont simultanement enregistrées. De telles mesures continues de $\theta$ et f permettent de calculer, à tout instant t, le coefficient $\eta (t)$, défini comme le rapport du flux métallique condensé q(t) au flux d'atomes incidents R. Nous pouvons, de cette manière, représenter $\eta (t)$ et examiner le changement d'allure de sa progression vers l'unité lorsque R croît. Pour interpréter cette progression, nous examinons les effets de la nucléation sur sites préférentiels et de la capture d'adatomes par les germes stables. Un modèle de croissance exponentielle de l'occupation des sites permet un meilleur ajustement théorique des résultats expérimentaux que celui obtenu avec une croissance de la densité de germes stables $n_{\rm s}(t)$ en (Rt)1/3.

PACS
68.45 - 68.55 - 81.15G

© Les Editions de Physique 1993