纳米图案化N/Cu(001)表面的应力平衡
材料科学
2015-05-30 v2
摘要
我们采用氦原子散射（HAS）以及基于超软赝势方案和平面波基组的密度泛函理论（DFT），研究了纳米图案化N/Cu(001)表面的应变与应力平衡。HAS表明，随着N覆盖度增加（且条纹宽度减小），有限尺寸含N斑块内平均晶格参数由应力释放驱动的横向膨胀从3.5%降至1.8%，并且超过临界暴露量后，斑块横向膨胀再次略微增加至2.4%。后者意味着在更高的覆盖度范围内，压应力通过另一种机制部分释放，该机制即为Cu空位沟槽的成核。与上述及先前的实验观察完全一致，DFT计算表明，优化的N诱导c(2×2)结构具有4.2 N/m的净表面应力水平，而当清洁Cu(001)条纹沿<100>方向形成，或Cu原子的沟槽状台阶沿<110>方向形成时，这种应力得到有效释放。此外，计算表明，（与先前的推测相反）最外层Cu层内的褶皱位移并不起到释放压应力水平的作用，而且，尽管类时钟位移可以释放应力水平，但这种位移在能量上是不稳定的。
引用
@article{arxiv.1109.0190,
title = {Stress balance in nano-patterned N/Cu(001) surfaces},
author = {S. Hong and T. S. Rahman and E. Z. Ciftlikli and B. J. Hinch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0190},
year = {2015}
}