Перенос электронов между островками пленки

Существование энергетического барьера для конденсации пленок приводит к возникновению островковой структуры на начальных стадиях роста осадка. Наименьшим возможным размером островков является размер критического зародыша. Но поскольку всегда, за исключением, вероятно, области самых низких температур подложки, существует диффузия по поверхности подложки падающих на нее атомов металла, размер островков будет быстро расти по мере осаждения вещества. Наконец, островки становятся настолько большими, что соприкасаются и начинают срастаться, образуя сплошную пленку. Смазки и жидкости, применяемые для буровых установок, образуют тонкие пленки на частях работающих механизмов. 

Существует и другой возможный механизм переноса элек­тронов между островками пленки, расположенными на расстоя­нии от нескольких единиц до нескольких десятков ангстрем, а именно механизм туннельного прохождения. Анализ проводи­мости островковых пленок на основе этого механизма недавно был выполнен в работе Нейгебауэра и Уэбба. В качестве энергии активации проводимости выступает энергия, которая необходима для переноса заряда от одного, вначале нейтраль­ного, островка к другому, удаленному от него на некоторое рас­стояние. На существование такой энергии было указано Гортером. По порядку величины эта энергия равна е²/г, где е — заряд электрона и г — средний линейный размер островка. Как следствие этого в туннельном прохождении от одного нейтраль­ного островка к другому могут принимать участие только такие электроны или дырки, которые находятся в возбужденных со­стояниях, превышающих энергию Ферми по крайней мере на величину е²/г. Таким образом, этот процесс является акти­вационным.

С другой стороны, процесс переноса заряда от заряженного островка к нейтральному не является активируемым, поскольку в отличие от переноса между двумя первоначально нейтраль­ными частицами он не сопровождается возрастанием полной энергии системы. Эти заряженные островки в рассматриваемом случае играют роль носителей тока, причем дрейф заряда от одного островка к другому может осуществляться быстро по сравнению с активируемым процессом создания носителей. Под­вижность носителей заряда дается обычной квантовомеханиче­ской вероятностью туннельного прохождения между двумя ме­таллами, разделенными тонким слоем изолятора.