超薄膜去湿不稳定性的热力学方法
材料科学
2015-05-13 v2
摘要
经典超薄膜去湿不稳定性的流体动力学是一个非线性过程。然而，该不稳定性在特征长度和时间尺度方面的物理表现可以通过薄膜动力学初始条件的线性化形式来描述。或者，基于自由能减少率等于粘性耗散率的热力学方法[de Gennes, C. R. Acad. Paris.v298, 1984]可以提供类似的信息。在这里，我们评估了存在由依赖于膜厚(h)的温度引起的热毛细力时的去湿现象。这种情况可以在超薄金属膜的脉冲激光熔化过程中发现，其中纳米尺度效应导致局部的h依赖温度。热力学方法提供了这种热毛细去湿的解析描述。只要将粘性耗散的最小值等于自由能减少率，该方法的结果与线性理论和实验观测结果一致。产生这种最小粘性耗散的流动边界条件是膜-基底切向应力为零。这一发现的物理含义是，自发去湿不稳定性遵循能量损失率最小的路径。
引用
@article{arxiv.0908.1898,
title = {Thermodynamic approach to the dewetting instability in ultrathin films},
author = {N. Shirato and H. Krishna and R. Kalyanaraman},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.1898},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 3 figures. Under review