金属岛 coalesce 应力的黏附接触模型

薄膜通过维尔默-韦伯模式生长时，岛層 coalesce 过程中观察到的拉伸应力几乎普遍存在。关于这种拉伸应力来源的常见认识是：由于在岛層之间形成晶界时，牺牲表面能来驱动，而牺牲的是与岛層变形相关的应变能。在本工作中，我们使用嵌入原子势进行分子力学计算，获得了界面能随两个相邻自由表面之间距离的功能形式。界面能与应变能之和可作为岛屿间距函数，用来衡量整个系统的总能量。根据岛屿的初始间距，我们发现当 coalesce 热力学上有利时，间隙闭合可能是自发发生的，也可能由于能垒而受动力学限制。使用共轭梯度能量最小化计算的岛屿 coalesce 原子模型与我们对自发 coalesce 模型中岛屿尺寸函数预测的应力结果良好一致。分子动力学模拟表明，只有较小的能垒在室温下才能被克服。与室温下的热活化 coalesce 结果比较显示，现有的 coalesce 模型显著高估了岛屿 coalesce 产生应力的大小。