Os átomos de metal podem se organizar em um isolante de várias maneiras, dependendo do tipo de metal e do isolador, bem como das condições de crescimento. Alguns dos arranjos mais comuns incluem:
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Crescimento epitaxial: Isso ocorre quando os átomos metálicos são depositados em um substrato isolante monocristalino com a mesma estrutura cristalina. Os átomos do metal adotarão então a mesma estrutura cristalina do substrato, e a interface entre o metal e o isolante será atomicamente nítida.
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Crescimento policristalino: Isso ocorre quando os átomos metálicos são depositados sobre um substrato isolante policristalino, ou seja, composto por muitos pequenos cristais com diferentes orientações. Os átomos metálicos formarão então pequenos cristais com orientações diferentes, e a interface entre o metal e o isolante será áspera.
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Crescimento amorfo: Isso ocorre quando os átomos metálicos são depositados sobre um substrato isolante amorfo, ou seja, que não possui uma estrutura cristalina regular. Os átomos do metal formarão então um arranjo desordenado e a interface entre o metal e o isolante será difusa.
O tipo de arranjo formado dependerá de vários fatores, incluindo o metal e os materiais isolantes, a temperatura de deposição e a taxa de deposição. O crescimento epitaxial normalmente ocorre em altas temperaturas e baixas taxas de deposição, enquanto o crescimento policristalino e amorfo normalmente ocorre em temperaturas mais baixas e taxas de deposição mais altas.
Os átomos de metal também podem se organizar em um isolante de maneiras mais complexas, como formando ilhas, aglomerados ou até mesmo nanofios. As propriedades da interface metal-isolante dependerão do arranjo dos átomos metálicos e podem ser adaptadas controlando as condições de crescimento.