扩散系数间隙导致的漂移诱导阶梯不稳定性

在 Si(111)表面近结构转变温度处，$1 \times 1$ 结构与 $7 \times 7$ 结构在坡度上共存：$1 \times 1$ 结构位于阶梯边缘的下侧，而 $7 \times 7$ 结构位于上侧。两种结构中吸附原子的扩散系数不同。考虑到阶梯处扩散系数的间隙，我们研究了由漂移引起的阶梯游走的可能性。线性稳定性分析表明，若扩散系数在阶梯处存在间隙，阶梯游走总是以阶梯下漂移方式发生。非线性分析预期阶梯游走会形成直线沟槽。稳定性分析还表明，若阶梯下方的扩散更快，无论漂移方向如何，都会发生阶梯簇集，这会扰乱沟槽的形成。若阶梯间排斥较强，阶梯簇集被抑制，直线沟槽便会出现。蒙特卡罗模拟确认了这些预测。