Thermische Desorptionsrate

Die Desorptionsrate der Teilchen von der Oberfläche hängt zunächst ab von der Anzahl n der adsorbierten oder absorbierten Teilchen/Moleküle, der Temperatur T und der Desorptionsenergie ${\displaystyle E_{\mathrm {D} }}$ (auch Bindungsenergie):

${\displaystyle R_{\mathrm {D} }=n^{m}k_{\mathrm {D} }^{0}\exp \left({\frac {-E_{\mathrm {D} }}{k_{\mathrm {B} }T}}\right)}$

wobei ${\displaystyle k_{\mathrm {D} }^{0}}$ eine Oszillationsfrequenz, ${\displaystyle k_{\mathrm {B} }}$ Boltzmann-Konstante und m die Desorptionsordnung ist.

Die Desorptionsordnung hängt vom konkreten Mechanismus des Desorbierens ab:

• ${\displaystyle m=0}$: Desorption von einer Multilage
• ${\displaystyle m=1}$: Desorption von Atomen
• ${\displaystyle m=2}$: Desorption von zwei-atomigen Molekülen
• etc.

Ionenstimulierte Desorptionsrate

Beobachtete Desorptionsraten der ionenstimulierten Desorption liegen im Bereich von 1 (senkrechter Einfall, niedrige Energien der einfallenden Ionen) bis ca. 25.000 (streifender Einfall, Energien im Bereich einiger MeV/u der einfallenden Ionen). Im Allgemeinen ist die ionenstimulierte Desorptionsrate eine Funktion von:

${\displaystyle R_{\mathrm {D} }=f\left({\frac {\Delta E}{\Delta x}}\right)^{2}\max \left({\frac {d}{\cos(\theta )}},\lambda \right)}$,

wobei ${\displaystyle \lambda }$ die Eindringtiefe der Ionen in das Material, ${\displaystyle \Delta E/\Delta x}$ der elektronische Energieverlust pro Eindringtiefe, ${\displaystyle \theta }$ der Einfallswinkel und ${\displaystyle d}$ eine zunächst empirisch bestimmte Konstante ist. Die Geschwindigkeit der Desorption und die dafür notwendige Energie ist ein entscheidender Faktor, ob die Kombination aus Adsorption und Desorption als technischer Prozess in Frage kommt.