具有矩阵中柱体构型的纳米尺度自组装氧化物-金属薄膜的广义三维弹性模型
材料科学
2021-12-20 v1
摘要
近年来，基于功能氧化物-金属的垂直排列纳米复合(VAN)薄膜因其在薄膜两相与衬底间复杂相互作用所产生的引人入胜的物理性质和多重功能性而受到关注。在这项工作中，我们开发了一个用于研究这些薄膜系统能量学的模型，包括晶格失配和由界面曲率引起的毛细力的影响。每种相通过相指示函数纳入模型，并且我们使用界面的矢量密度表示将毛细力作为体力引入。该模型采用有限元方法实现，以研究由嵌入La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO)基体中的Au纳米柱在SrTiO3 (STO)衬底上组成的薄膜的变形。结果表明，与有序正方形和六边形晶格构型相比，柱体的随机构型总能量最低，这与实验中发现的柱体随机分布一致。此外，我们发现界面能主导每种构型的总能量，表明除晶格失配外，系统中的界面能是纳米复合材料生长的重要设计参数。
引用
@article{arxiv.2112.09281,
title = {A generalized 3D elastic model for nanoscale, self-assembled oxide-metal thin films with pillar-in-matrix configurations},
author = {Kyle Starkey and Ahmad Ahmad and Juanjuan Lu and Haiyan Wang and Anter El-Azab},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09281},
year = {2021}
}