C$_{60}$外延薄膜生长的建模再探

外延薄膜在时间和长度尺度上的演化是分子动力学(MD)等原子级计算机模拟方法无法触及的。要对这类体系的属性进行数值预测,常用的策略是采用动力学蒙特卡洛(KMC)模拟,而这需要已知所涉及的基元步骤的跃迁速率。因此,主要挑战在于为这组跃迁速率建立一个一致的模型并确定其参数。本文重新考察一个被充分研究的模型体系,即富勒烯 C$_{60}$ 在有序 C$_{60}$ 衬底(111)面上的外延薄膜生长。我们实现了一种系统的多尺度方法,通过针对专门设计的初始构型进行 MD 模拟来确定跃迁速率。这些速率遵循阿伦尼乌斯定律,由此我们提取出能量势垒和尝试速率。我们讨论了所得速率的细致平衡问题。最后,我们研究了亚单原子层和多层薄膜生长的形貌,并将模拟结果与实验进行了比较。我们的模型使得进一步研究 C$_{60}$ 在其他衬底上的多层生长过程成为可能。