金属薄膜如何从基底上脱湿——识别动力学路径和能量驱动力
材料科学
2010-12-14 v1
摘要
我们研究了在W(110)基底上均匀厚度的单晶铬薄膜在退火过程中如何转变为三维Cr岛阵列。我们使用低能电子显微镜直接观察到一个产生暴露润湿层的沟槽的动力学路径。相邻的薄膜台阶相对于基底上的原子台阶阶梯同时向上和向下移动。这种台阶运动使台阶前进的薄膜区域变厚。在薄膜台阶后退的地方，薄膜变薄，最终暴露出稳定的润湿层。由于我们的分析表明，厚Cr薄膜的晶格常数接近块体Cr，我们提出表面和界面应力为观察到的形态不稳定性提供了可能的驱动力。原子模拟和解析弹性模型表明，表面和界面应力会导致薄膜能量对厚度的依赖性，从而产生同时变薄和变厚的不稳定性。我们观察到，在另外两个系统Ag/W(110)和Ag/Ru(0001)中，脱湿也在基底台阶束处开始。我们还描述了随着暴露润湿层的沟槽沿W[001]方向延长，Cr薄膜如何转变为单向条纹图案。最后，我们观察了在高温薄膜生长过程中三维Cr岛如何直接形成。Cr台地（楔形）随着Cr薄膜台阶沿基底台阶阶梯向下推进而形成，这是基底台阶在三维岛形成中起关键作用的另一个例子。
引用
@article{arxiv.0904.1037,
title = {How metal films de-wet substrates - identifying the kinetic pathways and energetic driving forces},
author = {Kevin F. McCarty and John C. Hamilton and Yu Sato and Angela Saa and Roland Stumpf and Juan de la Figuera and Konrad Thurmer and Frank Jones and Andreas K. Schmid and A. Alec Talin and Norman C. Bartelt},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.1037},
year = {2010}
}