结构推理
如下图所示，在镍(Ni)与钽(Ta)中间插入一个0.05cm厚的MgO层作为扩散屏障，以阻止Ni与Ta两种金属之间的相互作用。在1400℃时，Ni原子能穿过MgO层扩散到Ta中。计算：
(1)每秒钟通过MgO层的Ni原子数。
(2) Ni原子层减少厚度所需的时间是多少？已知Ni原子在MgO中的扩散系数是，且1400℃时原子的点阵常数为。
【正确答案】解：(1)在Ni与MgO界面上Ni的浓度为
在界面上的浓度为0，所以逍度梯度为
通过层的扩散通量为
因此，每秒钟透过界面的Ni原子总数为
(2)在一秒钟之内，从Ni/MgO界面扩散出去的Ni原子的体积为
则Ni层每秒钟减少的厚度为
由此可得，Ni层减少1所需的时间为
【答案解析】