宏阶动力学与晶体及外延层的生长

利用多种表面动力学模型分析了生长过程中邻晶面的台阶图案稳定性。研究表明，邻晶面的标准分析对可能的台阶聚并无任何指示，因此无法用于阐明生长中的宏阶产生。导致宏阶产生的失稳情景基于台阶列动力学。关键在于台阶列后部的台阶运动，其导致双台阶与多台阶的产生。条件是台阶列内外台阶密度比低于 2 时可阻止双台阶形成，与动力学无关。对于更高的台阶密度比，低台阶密度促进单台阶稳定。来自下平台的快速台阶动力学稳定单台阶，缓慢（高势垒）则促进台阶聚并。来自上平台的并入动力学作用近乎中性。双台阶的产生使前方慢台阶加速并追上前一双台阶，而后方台阶追上双台阶形成多台阶结构。多台阶不移动，因为补给导致单台阶发射并向前运动。最终结构由宏阶与超平台组成，并有数量的单台阶向前运动。因此尽管存在宏阶，单台阶运动仍是本质的晶体生长模式。宏阶易于产生悬垂，这源于表面动力学与来自母相的撞击耦合。体相材料对宏阶边缘的角优先进入导致扩散失稳。因此预期，宏阶通过产生包裹体与位错的有害影响在液相生长时更强。