موضوع مقاله: آداتوم | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آداتوم | مقدمه: این اصطلاح در حوزه‌های شیمی سطح و اپیتکسی برای توصیف اتم‌های منفردی که بر روی سطح قرار دارند و در تحلیل زبری سطح به کار می‌رود. | ## بخش 1: آداتوم | اصطلاح کلی «ذره سطحی» (Adparticle) می‌تواند برای اشاره به یک اتم منفرد، یک خوشه از اتم‌ها، یک مولکول یا یک خوشه مولکولی به کار می‌رود. با این حال استثناهایی در این زمینه مانند گرافن وجود دارند که رفتار متفاوتی را از خود نشان می‌دهند. رشد زمانی که یک اتم به سطح یک بلور می‌رسد، تحت تأثیر پتانسیل دوره‌ای بلور جذب شده و به آداتوم تبدیل می‌شود. به‌طور کلی پنج نوع مختلف از نقاط جذب تعریف شده است: در بالای لایه سطحی که در حال رشد قرار دارد. از میان این انواع نقاط جذب، نقاط پیج‌خوردگی (kink) نقش مهم‌تری در رشد بلور ایفا می‌کنند. اتصال یک اتم به نقطه پیچ‌خوردگی یا جدا شدن آن از این نقطه، انرژی سطح آزاد بلور را تغییر نمی‌دهند، زیرا تعداد پیوندهای شکسته شده تغییری نمی‌کند. این موضوع نشان می‌دهد که پتانسیل شیمیایی یک اتم در نقطه پیج‌خوردگی برابر با پتانسیل شیمیایی بلور است. به عبارت دیگر، نقطه پیچ‌خوردگی تنها نوع نقطه جذب است که در آن، یک آداتوم به بخشی از بلور تبدیل می‌شود. اگر از بلورشناسی استفاده شود یا دماهای رشد بالاتر باشند که تأثیرات آنتروپی را افزایش می‌دهد، سطح بلور زبرتر می‌شود و تعداد نقاط پیچ‌خوردگی افزایش می‌یابد. این موضوع باعث می‌شود که اتم‌های سطحی شانش بیشتری برای رسیدن به نقطه پیچ‌خوردگی و تبدیل شدن به بخشی از بلور را داشته باشند. | ## بخش 2: آداتوم | برعکس، در دماهای پایین‌تر رشد، سطح بلور صاف‌تر می‌شود، که به معنای افزایش تعداد نقاط جذب روی تراس‌ها است. رشد آداتوم‌ها روی سطح به این بستگی دارد که کدام برهم کنش‌ها غالب است یا ساختار سطح چگونه است. اگر برهم‌کنش آداتوم-آداتوم قوی‌تر باشد، آداتوم‌ها هرمی‌هایی را روی سطح ایجاد می‌کنند. اگر برهم‌کنش‌های آداتوم و سطح قوی‌تر باشد، آداتوم‌ها خود را به گونه‌ای مرتب می‌کنند که لایه‌هایی را روی سطح ایجاد کنند. آداتوم‌ها ابتدا جزایر دوبعدی را روی سطح تشکیل می‌دهند؛ این جزایر به تدریج رشد می‌کنند و با یکدیگر ادغام می‌شوند. زمانی که جزایر به اندازه کافی بزرگ شدند و سطح را پوشش دادند، لایه بعدی شروع به رشد پیدا کردن می‌کند. این فرایند، رشد فرانک-ون در مرو (FM) نامیده می‌شود؛ در شرایطی که نیروهای پیوند سطحی قوی باشند، رخ می‌دهد. در برخی موارد، چرخه ساخت لایه‌های جدید در رشد لایه به لایه توسط محدودیت‌های جنبشی شکسته می‌شود. در این موارد، رشد در لایه‌های بالاتر قبل از اتمام لایه‌های پایین‌تر شروع می‌شود، به این معنی که جزایر سه بعدی ایجاد می‌شود. رشد چند لایه را می‌توان به رشد ولمر-وبر و رشد استرانسکی- کراستانوف تقیسم‌بندی کرد. | ## بخش 3: آداتوم | اگر سطح کریستال دارای نابجایی پیچشی باشد، ممکن است نوع دیگری از رشد به نام رشد مارپیجی رخ دهد. رشد مارپیچی در اکثر موارد در دماهای بالا رخ می‌دهد و نقش مهمی در تشکیل بلورها دارد. به‌طور کلی، آنچه که در اینجا اتفاق می‌افتد این است که ذراتی که برای تشکیل یک لایه جدید استفاده می‌شوند، همیشه جذب خواهند شد. هر ذره مقدار انرژی مورد نیاز برای اتصال به آن قسمت از سطح را ندارد، زیرا برای قسمت‌های مختلف، انرژی‌های متفاوتی نیز نیاز است. اگر یک شار F از ذرات ورودی داشته باشیم، بخش از آن جذب می‌شود که به آن شار جذب گفته می‌شود. شار جذب برابر است با حاصل ضرب جریان ورودی (F) در ضریب چسبندگی (s)، که نشان‌دهنده ذزات جذب شده به کل ذرات ورودی است. اگر هم ذره و هم سطح از موادی تشکیل شده باشند که به راحتی با سایر ذرات واکنش می‌دهند، چسبیدن اتم‌ها به سطح آسان‌تر خواهد بود. کاربردها در سال ۲۰۱۲، دانشمندان دانشگاه نیوساوت ولز توانستند با استفاده از فسفین، به‌طور دقیق و کنترل شده، یک اتم سیلیکون را بر سطح سیلیکون اپیتاکسیال جاگذاری کنند. همان‌طور که در شیمی، موقعیت یون‌ها در فرمول‌های مولکولی مشخص می‌شود، در دستگاه‌های الکترونیکی مانند ترانزیستورهای سیلیکونی نیز می‌توان مکان دقیق هر اتم‌های آلاینده (دوپانت) و تأثیر آنها بر عملکرد دستگاه شناسایی کرد. فناوری امروزی همچنین امکان ایجاد زنجیره‌ای از آداتوم‌ها بر روی سطوح سیلیکونی فراهم کرده است که می‌توان از آنها برای بررسی مدل‌های نظری استفاده کرد. | ## جمع‌بندی | علاوه بر مواردی که در بالا گفته شد، پژوهشگران موفق شده‌اند با افزودن اتم‌های سیلیکون به بلورهای (SiGe)، چاه‌های کوانتومی ایحاد کنند.