Коэффициент прилипания - Sticking coefficient

Коэффициент прилипания термин, используемый в физика поверхности описать соотношение из числа адсорбат атомы (или же молекулы ) который адсорбировать, или «прилипать» к поверхности к общему количеству атомов, которые падают на эту поверхность в течение того же периода время.^[1] Иногда символ S_c используется для обозначения этого коэффициент, и его значение находится между 1 (все падающие атомы прилипают) и 0 (никакие атомы не прилипают). Коэффициент является функцией поверхности температура, покрытие поверхности (θ) и структурный детали, а также кинетическая энергия падающих частиц. Первоначальная формулировка предназначалась для адсорбции молекул из газовой фазы, а позже уравнение было расширено на адсорбцию из жидкой фазы по сравнению с молекулярно-динамическими симуляциями.^[2] Для использования при адсорбции из жидкостей уравнение выражается на основе плотности растворенного вещества (молекул на объем), а не давления.

Вывод

При прибытии на участок поверхности адатом есть три варианта. Существует вероятность что он будет адсорбироваться на поверхности (${\displaystyle P_{a}}$), вероятность того, что он переместится на другой сайт на поверхности (${\displaystyle P_{m}}$), и вероятность того, что десорбировать с поверхности и вернуться в основной газ (${\displaystyle P_{d}}$). Для пустого сайта (θ = 0) сумма этих трех вариантов равна единице.

${\displaystyle P_{a}+P_{m}+P_{d}=1}$

Для участка, уже занятого адатомом (θ> 0), вероятность адсорбции отсутствует, поэтому вероятности суммируются как:

${\displaystyle P_{d}'+P_{m}'=1}$

Для первого посещенного сайта P миграции в целом - это P миграции, если сайт заполнен, плюс P миграции, если сайт пуст. То же верно и для P десорбции. Однако адсорбции Р не существует для уже заполненного сайта.

${\displaystyle P_{m1}=P_{m}(1-\theta )+P_{m}'(\theta )}$

${\displaystyle P_{d1}=P_{d}(1-\theta )+P_{d}'(\theta )}$

${\displaystyle P_{a1}=P_{a}(1-\theta )}$

P перехода со второго сайта - это P перехода с первого сайта. а потом переход со второго сайта, и поэтому мы умножаем два значения.

${\displaystyle P_{m2}=P_{m1}\times P_{m1}=P_{m1}^{2}}$

Таким образом, вероятность прилипания (${\displaystyle s_{c}}$) - это P прилипания первого сайта, плюс P перехода с первого сайта а потом придерживание второго сайта, плюс P перехода со второго сайта а потом застревание на третьем сайте и т. д.

${\displaystyle s=P_{a}(1-\theta )+P_{m1}P_{a}(1-\theta )+P_{m1}^{2}P_{a}(1-\theta )...}$

${\displaystyle s=P_{a}(1-\theta )\sum _{n=0}^{\infty }P_{m1}^{n}}$

Есть личность, которую мы можем использовать.

${\displaystyle \sum _{n=0}^{\infty }x^{n}={\frac {1}{1-x}}\forall x<1}$

${\displaystyle \therefore s=P_{a}(1-\theta ){\frac {1}{1-P_{m1}}}}$

Коэффициент прилипания при нулевом покрытии ${\displaystyle s_{0}}$ можно получить, просто установив ${\displaystyle \theta =0}$. Мы также помним, что

${\displaystyle 1-P_{m1}=P_{a}+P_{d}}$

${\displaystyle s_{0}={\frac {P_{a}}{P_{a}+P_{d}}}}$

${\displaystyle {\frac {s}{s_{0}}}={\frac {P_{a}(1-\theta )}{1-P_{m1}}}{\frac {P_{a}+P_{d}}{P_{a}}}}$

Если мы просто посмотрим на P миграции на первом сайте, мы увидим, что это определенность за вычетом всех других возможностей.

${\displaystyle P_{m}1=1-P_{d}(1-\theta )-P_{d}'(\theta )-P_{a}(1-\theta )}$

Используя этот результат и переставляя, мы находим:

${\displaystyle {\frac {s}{s_{0}}}=[1+{\frac {P_{d}'\theta }{(P_{a}+P_{d})(1-\theta )}}]^{-1}}$

${\displaystyle {\frac {s}{s_{0}}}=[1+{\frac {K\theta }{1-\theta }}]^{-1}}$

${\displaystyle K{\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}}{\frac {P_{d}'}{P_{a}+P_{d}}}}$

Рекомендации

1. коэффициент прилипания Сборник химической терминологии ИЮПАК 2-е издание (1997 г.), по состоянию на 30 сентября 2008 г.
2. Чжан, Сяохун; Савара, Адитья; Гетман, Рэйчел (2020). «Метод получения скоростей адсорбции жидкость – твердое тело из моделирования молекулярной динамики: применяется к метанолу на Pt (111) в H2O». J. Chem. Теория вычислений. 16: 2680–2691. Дои:10.1021 / acs.jctc.9b01249.

• Кинг-Нин Ту, Джеймс У. Майер и Леонард К. Фельдман в Электронная наука о тонких пленках для инженеров-электриков и материаловедов, Macmillan, New York, 1992, стр. 101–102.