Диффузия

ДИФФУЗИЯ (от лат. diffusio — распространение, растекание), взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие неупорядоченного теплового движения частиц вещества. Д. происходит в направлении уменьшения концентрации ч-ц и ведёт к выравниванию распределения ч-ц по всему занимаемому ими объёму (к выравниванию хим. потенциала в-ва). Д. имеет место в газах, жидкостях, твёрдых телах, причём диффундировать могут как собств. молекулы (атомы) в-ва (самодиффузия), так и находящиеся в них ч-цы посторонних в-в, а в проводящих в-вах — подвижные носители заряда (эл-ны, дырки, ионы). Соответственно различают молекулярную диффузию (МД) и диффузию носителей заряда. В газах МД обусловлена столкновениями ч-ц между собой, изменяющими случайным образом их скорость и направление движения, и свободным движением ч-ц в промежутках между столкновениями. В жидкостях МД осуществляется перескоками молекул из одного временного положения равновесия в другое, когда молекула получает от соседних молекул энергию, достаточную для разрыва её связей с ними и перехода в окружение др. молекул. В твёрдых телах действуют неск. механизмов МД: обмен местами атомов с вакансиями (незанятыми местами кристаллической решётки), перемещение атомов по междоузлиям, прямой обмен местами двух атомов и т. д.

 При всех механизмах Д. каждая ч-ца постепенно удаляется от места, где она находилась. Смещение l ч-цы меняется со временем случайным образом, но его ср. квадрат (l²) за большое число столкновений растёт пропорционально времени t в соответствии с первым соотношением Эйнштейна: l²~Dt, где D — коэф. пропорциональности (м²/с), наз. коэффициентом Д. Д. возникает не только при неравномерном распределении концентрации ч-ц, но также, напр., при неравномерном нагреве в-ва (термодиффузия). Термодиффузия носителей заряда в твёрдых телах, в результате к-рой возникает диффуз. поток носителей от «горячего» конца образца к «холодному», приводит к возникновению термо-эдс и др. термоэлектрич. эффектам. Д. определяет скорость мн. технологич. процессов: откачки вакуумных и газоразрядных приборов, активирования катодов, эпитаксиального наращивания крист. слоев, диффуз. легирования ПП, адсорбц. очистки в-в, каталитич. хим. реакций и др. 

Источник
Электроника. Энциклопедический словарь
Москва, «Советская энциклопедия», 1991 г.