应变异质外延生长的建模与模拟

我们引入了一个具有连续粒子间距和对势相互作用的离格模型，该模型允许通过动力学蒙特卡洛（KMC）模拟高效地模拟应变异质外延生长。我们详细讨论了该模型在模拟三种重要应变弛豫机制中的应用：首先，研究了应变吸附膜中失配位错的形成。我们发现临界层厚度与失配度呈幂律依赖关系，这与各种实验研究一致。其次，我们研究了在薄吸附润湿层上的自组装岛形成（Stranski-Krastanov生长）。我们表明，衬底上增加的扩散势垒是形成稳定润湿层的一个可能的动力学原因。岛的形成可归因于吸附材料的局部弛豫，这影响了吸附粒子的扩散势垒。岛尺寸和密度对失配度、温度和粒子通量的依赖性与金属有机气相外延实验在定性上吻合良好。最后，我们考虑了在多组分系统中作为应变弛豫机制的表面合金化。平衡模拟表明，结合能与应变能之间的竞争产生了规则的条纹图案。在非平衡条件下，我们发现了图案形成以及实验观察到的岛状分支。与晶格气模型的比较表明，条纹形成可能完全由动力学效应引起，但失配对于表面结构的分支化和稳定化至关重要。