Non-Classical Crystallization of Thin Films and Nanostructures in CVD and PVD Processes

این کتاب مقدمه‌ای جامع برای رویکردی که اخیراً برای مکانیسم رشد لایه‌های نازک و نانوساختارها از طریق رسوب‌دهی بخار شیمیایی (CVD) ایجاد شده است، ارائه می‌کند. با شروع از اصول اساسی سنتز فشار کم لایه های الماس، نشان داده شده است که رشد الماس نه توسط اتم های منفرد بلکه توسط نانوذرات باردار اتفاق می افتد. این مکانیسم رشد تازه کشف شده برای بسیاری از فرآیندهای CVD و برخی فرآیندهای رسوب بخار فیزیکی (PVD) عمومی است. این تبلور غیر کلاسیک یک الگوی جدید از رشد کریستال است، با تحقیقات فعال در مورد رشد در محلول، به ویژه در فرآیندهای زیست کانی سازی.
درک تثبیت شده از رشد لایه‌های نازک و نانوساختارها حول فرآیندهایی است که شامل اتم‌ها یا مولکول‌ها می‌شود. با توجه به تحقیقات نویسنده در دو دهه گذشته، با این حال، نشان داده شده است که تولید هسته‌های فاز گازی باردار در فرآیند CVD به جای استثنا قاعده است و هسته‌های فاز گازی باردار به طور فعال در رشد فیلم‌ها یا نانوساختارها نقش دارند. . این درک جدید، نظریه نانوذرات باردار (TCN) نامیده می شود. این کتاب توضیح می‌دهد که چگونه مکانیسم کریستالیزاسیون غیرکلاسیک می‌تواند برای رشد لایه‌های نازک و نانوساختارها در سنتز فاز گاز اعمال شود.
بر اساس درس سخنرانی کارشناسی ارشد نویسنده، این کتاب برای دانشجویان و محققان ارشد در مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد در زمینه رشد لایه نازک و نانوساختار یا رشد کریستال طراحی شده است. امید است که درک جدید از فرآیندهای رشد لایه‌های نازک و نانوساختارها، آزمون و خطا را در تحقیقات و فرآیندهای ساخت صنعتی کاهش دهد.

This book provides a comprehensive introduction to a recently-developed approach to the growth mechanism of thin films and nanostructures via chemical vapour deposition (CVD). Starting from the underlying principles of the low pressure synthesis of diamond films, it is shown that diamond growth occurs not by individual atoms but by charged nanoparticles. This newly-discovered growth mechanism turns out to be general to many CVD and some physical vapor deposition (PVD) processes. This non-classical crystallization is a new paradigm of crystal growth, with active research taking place on growth in solution, especially in biomineralization processes.
Established understanding of the growth of thin films and nanostructures is based around processes involving individual atoms or molecules. According to the author’s research over the last two decades, however, the generation of charged gas phase nuclei is shown to be the rule rather than the exception in the CVD process, and charged gas phase nuclei are actively involved in the growth of films or nanostructures. This new understanding is called the theory of charged nanoparticles (TCN). This book describes how the non-classical crystallization mechanism can be applied to the growth of thin films and nanostructures in gas phase synthesis.
Based on the author’s graduate lecture course, the book is aimed at senior undergraduate and graduate students and researchers in the field of thin film and nanostructure growth or crystal growth. It is hoped that a new understanding of the growth processes of thin films and nanostructures will reduce trial-and-error in research and in industrial fabrication processes.