离子辅助合金沉积中的不稳定性类型：从二维到三维纳米图案的生长

薄膜生长过程中的离子辐照对结构性质具有强烈影响。本文采用线性稳定性分析，研究了二元合金离子辅助生长过程中的表面不稳定性问题，并探讨了依赖于曲率的离子驱动不稳定性与沉积驱动不稳定性之间的相互作用。我们证明，对生长中的二元合金进行离子辐照会导致形成组分调制的表面图案。研究表明，离子-原子到达比 $R$ 是图案的控制参数。在不稳定性阈值附近，我们识别出由离子或沉积诱导的表面粗糙化过程、以及粗糙度-组分反馈相互作用所驱动的不同不稳定性区域。特别地，我们发现依赖于曲率的位移与沉积耦合到择优溅射或择优扩散性时所产生的协同效应会诱发不稳定性并促成图案形成。根据薄膜生长与离子辐照条件的不同，这些不稳定性可表现为稳态行为或振荡行为；后者仅与离子辐照相关。文中以实验上可获取的参数给出了相应的相图。这为控制表面图案化以及生长三维横向或纵向有序纳米结构提供了一条新的途径。