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當(dāng)被沉積物質(zhì)與襯底之間浸潤性很好時(shí)，被沉積物質(zhì)的原子更傾向于與襯底原子相鍵合。因此，薄膜從成核階段開始即采取二維擴(kuò)展模式即層狀生長(zhǎng)模式(又稱Frank -van der Merwe)。這種生長(zhǎng)方式的特點(diǎn)是，蒸發(fā)原子首先在基片表面以單原子層的形式
均勻地覆蓋一層，然后再在三維方向生長(zhǎng)第二層、第三層……。層狀生長(zhǎng)方式多數(shù)發(fā)生在基片原子與蒸發(fā)原子間的結(jié)合能接近于蒸發(fā)原子間結(jié)合能的情況下。如在Au單晶基片上生長(zhǎng)Pd，在Pds單晶基片上生長(zhǎng)PbSe，在Fe單晶基片上生長(zhǎng)Cu薄膜等，最典型的例子則是同質(zhì)外延生長(zhǎng)及分子束外延。
層狀生長(zhǎng)的大致過程為:入射到基片表面上的原子，經(jīng)過表面擴(kuò)散并與其他原子碰撞后形成二維的核，二維核捕捉周圍的吸附原子便生長(zhǎng)為二維小島，這類材料在表面上形成的小島濃度大體是飽和濃度，即小島間的距離大體上等于吸附原子的平均擴(kuò)散距離。在小島成長(zhǎng)過程中，小島的半徑小于平均擴(kuò)散距離，因此，到達(dá)島上的吸附原子在島上擴(kuò)散以后，都被小島邊緣所捕獲。在小島表面上吸附原子濃度低，不容易在三維方向上生長(zhǎng)。也就是說，只有在第n層的小島已長(zhǎng)到足夠大，甚至小島已互相結(jié)合，第n層已接近完全形成時(shí)，第n+1層的二維晶核或二維小島才有可能形成，因此薄膜是以層狀形式生長(zhǎng)的。層狀生長(zhǎng)時(shí)，靠近基片的薄膜其晶體結(jié)構(gòu)通常類似于基片的結(jié)構(gòu)，只是到一定的厚度時(shí)才能逐漸由刃位錯(cuò)過渡到該材料固有的晶體結(jié)構(gòu)。