Heterogeneous Nucleation - 불균일 핵생성

너무 많이 늦었지만 지난 글에 이어서 불균일 핵생성에 대해 알아봅시다..!

이전 글에서 핵은 생성되는 위치에 따라 Gibbs free energy가 다르고, 이 차이로 Homogeneous Nucleation과 Heterogeneous Nucleation으로 나뉜다고 했습니다.

그럼 Homogeneous와 Heterogeneous의 Gibbs free energy가 어떻게 다른지 알아봅시다.

Heterogeneous Nucleation은 원자가 어떤 표면에 붙고 모여서 핵을 생성하는 것입니다.

어떤 표면에서 핵을 만들기 때문에 완전한 구형의 핵은 생성할 수 없고, 완전한 구형이라면 그건 Homogenous 핵 형성으로 봐야겠죠

이런 구조적인 차이를 자유에너지와 핵을 이루는 원자의 개수로 생각해보면..

같은 지름을 가지더라도 Heterogeneous 핵 생성시에는 더 적은 원자를 필요로 할 것이고, 이 원자들이 모이기 위한 에너지도 더 적게 필요할 것입니다.

이렇게 핵이 표면에 붙는 것을 ‘젖음(wetting)＇이라고 표현하고 어떤 각으로 젖었는지에 따라 핵생성에 필요한 에너지도 달라집니다.

그래서 Heterogeneous 핵생성에 대한 자유에너지는 Homogenous 설명때 봤던 식에다가 Wetting에 대한 함수를 곱해줍니다.

Wetting anlge이 완전히 커지면 Homogeneous와 같은 핵생성이 되겠죠? 그래서 Wetting factor의 크기는 1을 넘지 않는 아래와 같은 크기를 가질것입니다.

이제까지의 설명을 하나의 그래프로 보면

Wetting angle이 작을수록 불균일 핵생성 에너지도 작아진다

다음 글은 Wettability에 대해 알아보겠습니다.

Nucleation Theory - Homogeneous Nucleation (핵생성 이론) (0)	2022.11.17
Deal-Grove Model (2), 박막 증착 속도 (0)	2022.11.15
CVD 공정과 Deal-Grove Model (0)	2022.11.10

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