金属外延的应变和温度依赖性研究

金属薄膜在催化、磁光存储介质和微电子互连中很重要，预测和控制其形态至关重要。生长晶体的演变由每个单个原子的行为决定，但技术相关的结构必须在至少十分之一秒的时间尺度和纳米长度尺度上进行描述。一个充分的生长理论应该描述飞秒时间尺度上的原子级过程、微秒时间尺度上的小岛形成，以及介观和宏观结构（十分之一秒）的演变。高效算法的发展加上更便宜、更快的计算机的可用性，使密度泛函理论（DFT）成为研究生长现象微观方面（以及材料科学、凝聚态物理和化学中的许多其他复杂过程）的可靠且可行的工具。本文介绍了一些关于金属表面扩散性质的 DFT 结果。特别是，我们将讨论目前对应变对基底上单个吸附原子扩散（能量势垒和前因子）影响的理解。DFT 总能量计算本质上主要是静态计算。描述生长晶体空间和时间演变的准确方法由动力学蒙特卡罗（KMC）给出。我们将描述该方法及其与从从头计算获得的微观参数的结合。结果表明，现实的从头算动力学蒙特卡罗模拟能够基于微观细节预测演变的介观结构。