结晶凝固形核时，晶核的自由能刚开始随着半径增加而增大，到达某临界值后自由能开始降低。形核是一个热激活过程，需要克服一个形核功，通常认为，临界晶核的数目正比于激活项exp(-ΔGkT)，临界晶核接收一个扩散原子的概率正比于扩散项exp(-Q/kT)，形核率正比于exp(-ΔGkT)exp(-Q/kT)，在某一个过冷度具有极大值。通过定量的计算证明，相对于激活项exp(-ΔGkT)，扩散项exp(-Q/kT)的变化完全可以忽略，在实验上无法证实扩散项的存在。
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