Yüzey Aktif Madde; İnce Film Teknolojide (surfactant-in the thin-film technology)

İnce film teknolojisinde yüzey aktif madde (sörfaktan), bir monotabaka olarak (normalde) veya bir monotabakanın fraksiyonları olarak substrat yüzeyine uygulandığında, substrat üzerindeki ince film büyüme modunu istenilen yönde (bir kural olarak, island çekirdekleşmesini tabaka-tabaka büyümesine dönüştürür) değiştiren aktif safsızlıktır. Bu terim, diğer bilgi alanlarında, sürfaktan anlamında kullanılmaktadır. Diğer bilgi alanlarında bu terimin bir yüzey aktif madde (sörfaktan) anlamında kullanıldığına dikkat edilmesi gerekir.

Sörfaktan olabilmek için bir safsızlığın sağlaması gereken koşullar: (1) üç-boyutlu büyümenin gerçekleştiği bir ortamda iki-boyutlu büyümeyi teşvik etmelidir, (2) filmde çözünmemelidir; böylece filmde ihmal edilebilir miktarda sörfaktan kalır.

İkinci gereklilik iki şekilde karşılanabilir. Birincisi, yüzey üzerinde adsorbe edilen büyüyen film atomları ile sürekli değiş-tokuş nedeniyle, sörfaktan film yüzeyi üzerinde ayrışabilir. İkincisi, sörfaktan atomları bir film tabakasının altında film-substrat araryüzde sabit kalabilir. Bu tür sörfaktanlara bazen interfaktanlar denir.

Ayırıcı yüzey aktif madde ile klasik bir büyüme örneği, yüzey aktif madde Sb varlığında, Si (111) üzerinde Ge filmlerinin epitaksisidir (Şekil). Bir DAS modelde Ge'nin büyümesi, Stranski-Krastanov büyüme modu ile devam eder; bu modda, psödomorfik bir Ge-Si tabaka (3 monotabaka kalınlıkta) üzerinde üç boyutlu islandlar oluşur. Yüzey aktif madde olarak ~1 ML (monotabaka) Sb kullanıldığında, üç boyutlu adalar bastırılır ve oluşmaz; Ge film (tabaka-tabaka) sürekli büyür. Ve filmin yüzeyinde 1 monotabaka Sb ile, Ge (111) 2×1-Sb yüzey rekonstrüksiyonu gerçekleşir.


Şekil: Si (111) yüzeyde 50 monotabakadan oluşan Ge filmin büyümesi SEM görüntüsü; (a) yüzey aktif maddeler olmadan, (b) yüzey aktif madde olarak 1 ML Sb ile