Что такое «вискеры»?

В современной науке употребляется термин «вискеры» — это нитевидные кристаллы, которые образуются на поверхности некоторых материалов, в частности, металлов. Их можно сравнить с тончайшими «усами», а их рост является предметом многих исследований, ведь эти кристаллы могут стать основой современных материалов для производства микроэлектронных устройств. Например, существует технология, которая позволяет применять их для армирования композитов, а также для изготовления острия иглы в сканирующей атомно-силовой микроскопии.

Но эти кристалл приносят не только пользу. Иногда они могут стать источником неприятностей. Например, в 2005 г. на американской АЭС был остановлен блок, поскольку внутрь датчика попал вискер – а это чревато коротким замыканием электронных схем и выходом из строя жизненно важных устройств.

Исследователем из университета Толидо (США) была разработана теория, которая описывает процесс роста вискеров в количественном измерении. Проблема рассматривается с точки зрения электрических потенциалов, которые могут возникать в металле из-за неоднородности его строения (например, из-за наличия в нем примесей или структуры кристаллических зерен). В результате металлическая поверхность оказывается разбитой на множество разнозаряженных участков микроскопического размера. При этом возникает электрическое поле, которое и становится причиной роста нитевидных кристаллов.

Расчеты, выполненные с использованием формул разработанной теории, помогают определить количественно параметры вискеров, установить скорость их роста и проанализировать степень влияния внешних условий. В качестве профилактических мероприятий для борьбы с ростом вискеров, являющихся нежелательными для данного случая, ученые предлагают обрабатывать поверхность растворами электролита.