En science des matériaux, la diffusion de surface ou diffusion superficielle est un phénomène impliquant le déplacement d'adatomes, de molécules, et d'agrégats atomiques sur la surface de matériaux solides.

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  • En science des matériaux, la diffusion de surface ou diffusion superficielle est un phénomène impliquant le déplacement d'adatomes, de molécules, et d'agrégats atomiques sur la surface de matériaux solides. Les mécanismes par lesquels cette diffusion s'effectue ont une certaine importance, car ils conditionnent le développement de matériaux ayant des propriétés intéressantes.Le processus peut être considéré comme des particules sautant d'un site d'adsorption d'une surface à une autre, comme schématisé sur la figure 1. Comme pour la plupart des diffusions de la matière, ce mouvement est caractéristique d'un processus thermique dont la fréquence augmente avec la température. Il a été mis en évidence que de nombreux systèmes présentent un comportement de diffusion, qui dérive d'un modèle conventionnel de sauts aux voisins proches. La diffusion à effet tunnel est un exemple particulièrement intéressant de mécanisme non conventionnel, dans lequel il a été montré que de l'hydrogène peut diffuser sur une surface métallique via l'effet tunnel.Plusieurs techniques d'analyse peuvent être utilisées pour étudier les mécanismes de diffusion superficielle, les plus importantes sont la microscopie ionique, la microscopie à effet tunnel. Ce phénomène peut se rencontrer sur de nombreux matériaux, la plupart des expériences sont faites sur des surfaces cristallines. Dû aux contraintes expérimentales, les majorités des études de diffusion de surface sont limitées par la température de fusion du substrat, et les simulations à hautes températures montrent des résultats de processus d'échange multiple, mais qui n'ont pas pu être vérifiés à ce jour.Les mécanismes et les coefficients de diffusion superficielle sont affectés par plusieurs facteurs, comme la force de la liaison chimique surface-adparticule, l'orientation du cristal sur le réseau de surface, les forces attractives et répulsives existantes, et les gradients de potentiel chimique. Les transitions de phases, la croissance par épitaxie, la catalyse hétérogène sont des notions importantes de la science des surfaces. Les phénomènes de diffusion des surfaces sont primordiaux pour l'industrie chimique et des semi-conducteurs. De nombreuses applications sont fondées sur la compréhension de ces phénomènes, on peut notamment citer les pots catalytiques, les circuits intégrés, ou encore l'halogénure d'argent dans les pellicules photographiques.
  • Surface diffusion is a general process involving the motion of adatoms, molecules, and atomic clusters (adparticles) at solid material surfaces. The process can generally be thought of in terms of particles jumping between adjacent adsorption sites on a surface, as in figure 1. Just as in bulk diffusion, this motion is typically a thermally promoted process with rates increasing with increasing temperature. Many systems display diffusion behavior that deviates from the conventional model of nearest-neighbor jumps. Tunneling diffusion is a particularly interesting example of an unconventional mechanism wherein hydrogen has been shown to diffuse on clean metal surfaces via the quantum tunneling effect.Various analytical tools may be used to elucidate surface diffusion mechanisms and rates, the most important of which are field ion microscopy and scanning tunneling microscopy. While in principle the process can occur on a variety of materials, most experiments are performed on crystalline metal surfaces. Due to experimental constraints most studies of surface diffusion are limited to well below the melting point of the substrate, and much has yet to be discovered regarding how these processes take place at higher temperatures.Surface diffusion rates and mechanisms are affected by a variety of factors including the strength of the surface-adparticle bond, orientation of the surface lattice, attraction and repulsion between surface species and chemical potential gradients. It is an important concept in surface phase formation, epitaxial growth, heterogeneous catalysis, and other topics in surface science. As such, the principles of surface diffusion are critical for the chemical production and semiconductor industries. Real-world applications relying heavily on these phenomena include catalytic converters, integrated circuits used in electronic devices, and silver halide salts used in photographic film.
  • Поверхностная диффузия (англ. surface diffusion) — процесс, связанный (как и в случае объёмной диффузии) с перемещением частиц (атомов, молекул или кластеров), происходящий на поверхности конденсированного тела в пределах первого поверхностного слоя атомов (молекул) или поверх этого слоя.
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  • E.
  • M. C.
  • H.
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  • Concepts in surface physics
  • Jump processes in surface diffusion
  • Physics of surfaces and interfaces
  • Metal-Surface Reaction Energetics: Theory and Applications to Heterogeneous Catalysis, Chemisorption, and Surface Diffusion
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  • Springer
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  • En science des matériaux, la diffusion de surface ou diffusion superficielle est un phénomène impliquant le déplacement d'adatomes, de molécules, et d'agrégats atomiques sur la surface de matériaux solides.
  • Поверхностная диффузия (англ. surface diffusion) — процесс, связанный (как и в случае объёмной диффузии) с перемещением частиц (атомов, молекул или кластеров), происходящий на поверхности конденсированного тела в пределах первого поверхностного слоя атомов (молекул) или поверх этого слоя.
  • Surface diffusion is a general process involving the motion of adatoms, molecules, and atomic clusters (adparticles) at solid material surfaces. The process can generally be thought of in terms of particles jumping between adjacent adsorption sites on a surface, as in figure 1. Just as in bulk diffusion, this motion is typically a thermally promoted process with rates increasing with increasing temperature.
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  • Diffusion de surface
  • Surface diffusion
  • Поверхностная диффузия
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