Кластеры металлов на поверхности графита

А.К. Краснова, К.И. Анашкина, А.В. Карговский, О.А. Чичигина

Аннотация

Рассмотрена супер-диффузия металлических кластеров на поверхности высокоориентированного пиролитического графита. Разрешено противоречие между экспериментально наблюдаемой аномально высокой диффузией и Аррениусовской зависимостью коэффициента диффузии от температуры. Предложен механизм ускорения кластеров в результате взаимодействия с высокоподвижными чешуйками графита. Чешуйка обладает массой, много большей чем масса кластера, и по отношению к нему является макроскопическим объектом, в то же время она участвует в двумерном тепловом движении как броуновская частица. Рассмотрена возможность применения модели ускорения Ферми для металлических кластеров как бильярдных частиц, взаимодействующих с рассеивателями-чешуйками.

Исследовано влияние особенностей диффузии кластеров на процесс формирования островков из кластеров. Различные факторы, ускоряющие рост островка, например, ветвистость его формы, и замедляющие этот рост, например, образование новых островков, могут компенсировать друг друга, приводя к линейному по времени росту. Решается уравнение Ланжевена для числа кластеров в островке и соответствующее ему уравнение Фоккера-Планка. Рассматривается распределение скоростей и возрастов свободных кластеров. Установленная связь между диффузией и ростом островка позволяет по наблюдаемому росту островка делать выводы о свойствах диффузии.