离子诱导图案形成的黏性流模型：理论与实验的一致性

已知离子照射可导致表面自发形成特征尺寸仅为几纳米的图案。图案形成通常仅在照射角超过临界角时发生，该临界角随投射物、靶材和照射能的不同而变化。目前尚无完全统一的物理理论。然而，由于从给定模型的线性稳定性分析中可提取出临界角的预测值，因此能够解释临界角选择是检验模型有效性的简单但重要的测试。在本文中，我们调查了氙、氪、氦等贵气作为离子束照射硅和德氏石英的全部现有临界角、波长和横向应力数据，照射能从250eV到2keV。尽管忽略了侵蚀和再分布的效应——这些效应被广泛认为是离子诱导图案形成的关键因素——我们发现黏性流模型能够在仅限于物理上合理范围内的参数下，同时解释这三类实验数据，并以与无定形层缺陷动力学一致的方式实现。这一发现支持了黏性流和应力驱动的不稳定性作为最终统一模型中重要组成部分的观点。