Pt/Al(111) 中自组织瞬态促进的原子输运
材料科学
2009-11-13 v1 其他凝聚态物理
摘要
在主体材料中的原子输运过程中，杂质原子需要克服由热力学偏置驱动的能量势垒，或在超低温下通过量子隧穿克服。本文利用原子模拟证明，在超低温下，当 Pt/Al(111) 杂质/主体系统自发地自组织成混合构型时，无需隧穿也可发生瞬态层间原子输运。此前尚未报道过在超低温下存在如此极快的非热协同过程。所概述的这种新颖的瞬态原子交换机制可能具有普遍有效性。我们发现，超低温下重粒子势垒穿越的源头是内禀的，Pt/Al 中的原子混合和表面合金化不需要外部偏置，尽管动态势垒高度为几 eV。该机制由 Al(111) 表面的局部热化驱动，这种热化以自组织方式自发排列，无需任何外部刺激。短寿命热化区域的核心达到约 K 的局部温度（包括几十个 Al 原子），而模拟单元的平均温度约为 K。瞬态促进的混合过程也发生在具有排斥性杂质 - 主体相互作用势的情况下，导致负原子迁移率，因此原子注入在很大程度上独立于杂质 - 表面相互作用的强度。我们预测其他材料中也可能存在类似的奇异行为。
引用
@article{arxiv.0802.0347,
title = {Self-organized transient facilitated atomic transport in Pt/Al(111)},
author = {P. Süle},
journal= {arXiv preprint arXiv:0802.0347},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 8 figures, full paper at: http://www.mfa.kfki.hu/~sule/papers/ptonal.pdf . J. Chem. Phys. (2008), in press