重新审视晶体表面台阶不稳定性：第一部分——准静态近似
材料科学
2021-08-25 v2
摘要
在接近高对称晶面的邻晶面上进行外延生长是通过原子台阶的传播实现的，这一过程称为台阶流生长。在某些情况下，台阶倾向于形成紧密的组群（或聚束），这种现象称为台阶聚束，对应于等间距台阶传播的不稳定性。在过去五十年中，人们提出了多种机制来解释台阶聚束，其中最显著的是逆 Ehrlich-Schwoebel 效应（即有利于从上台面附着吸附原子的不对称性）、台阶间弹性介导的相互作用（在异质外延中）、台阶渗透性（在 electromigration 控制的生长中）以及化学效应（耦合所有台面上的扩散场）。除了讨论这些机制各自对聚束倾向的影响外，我们提出了一种统一处理这些机制对聚束不稳定性起始影响的框架，并考虑了它们之间的相互作用。这是在所谓准静态近似下完成的，该近似由于主要允许解析处理，从而清晰地展示了组合机制对稳定性的影响。特别地，我们发现 Ehrlich-Schwoebel 效应、弹性台阶相互作用和化学效应以准加性方式组合，而台阶渗透性本身既非稳定也非失稳，但会改变上述三种机制的相对影响。在配套论文中，我们展示并讨论了另一种机制的重要性，我们称之为动力学效应，它出现在放宽简化但存疑的准静态近似时。
引用
@article{arxiv.2101.02612,
title = {Revisiting step instabilities on crystal surfaces. Part I: The quasistatic approximation},
author = {L. Guin and M. E. Jabbour and N. Triantafyllidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02612},
year = {2021}
}