金属钝化点缺陷模型的一个变体

本文提出了由 Macdonald 及其同事最初阐述的点缺陷模型的一个变体，并推导了其对稳态电流密度、势垒层厚度以及金属/膜界面处金属空位浓度的理论推论。文中还强调了原始点缺陷模型与本变体之间的差异。原始模型中的经验参数 $\alpha$ 和 $\beta$ 被两个物理参数 $R_{cont}$ 和 $\rho_{hof}$ 所取代，它们分别代表金属/膜界面的电子接触电阻和氧化膜电子电阻率。本变体正确描述了金属/膜界面处金属空位的湮灭，并在导致自然纳入著名 Pilling-Bedsworth 比率 $R_{PB}$ 的固态反应过程中强制实施了粒子和缺陷体积守恒。文中给出了有助于通过实验检验模型预测的诊断方法。此外，还讨论了利用该变体描述导致点蚀的势垒氧化物应力诱导失效的问题。