吸着原子の流れによるステップ列の形態不安定性

由于吸附原子流导致阶梯系列的形态不稳定

基本信息

批准号：
17740251
负责人：
佐藤正英
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

結晶表面上を拡散する原子がステップ位置で固化・融解する。直線ステップが等間隔にならぶ微斜面では,結晶の成長・融解に伴い,ステップが束状になるバンチングや,直線ステップが不安定になる蛇行が起きる.本研究では,シリコン(111)7×7構造および1×1構造共存微斜面を念頭に置いて,これらの不安定化について調べた。Si(001)微斜面では,キンクが多い荒れたステップとキンクが少ない直線的なステップが交互に現れる。このキンク密度は,ステップでの固化・融解の頻度,カイネティク係数に差を生じると考えられる。この効果を取り入れて,線形安定性解析およびモンテカルロ・シミュレーションによりステップの挙動を調べた。その結果,差があることで,成長時および昇華時ともに,微斜面上でのステップが対生成を起こすことがわかった。さらに,生成された対はバンチングを起こすことも分かった。対は蛇行に対しては安定であることも分かった。この成果はEur. Phys. J. Bに発表済みである。7×7構造および1×1構造が共存するSi(111)微斜面については,2つの構造の拡散係数の差に着目したモデルを用いてモンテカルロ・シミュレーションを行い,吸着原子の流れがある系でのステップの挙動について調べた。その結果,流れの向きによらずステップがバンチングを起こすことと,下段向きにステップの蛇行が起きることがわかった。さらに,ドリフト流が強くなると.一度形成された束からステップの離脱が起きるが,これは束と束との間の大きなテラスでの吸着密度の分布から理解されることがわかった。下段向きの吸着原子の流れがある場合には,離脱したステップは後退するが,これはテラス上での吸着原子密度が微斜面での平衡密度以下になっているためである。また上段向きの流れがある場合には,前進するが,これは密度が高くなっているためであることがわかった。従って,昇華もしくは成長させることで,ステップの離脱を抑えて,平坦で広いテラスを作成することができることが分かった。以上の結果は,J. Phys. Soc. Jpnに発表済みである。

原子在晶体表面上扩散并在步骤位置融化。在微观表面上，线性步骤均匀间隔，随着晶体的生长和熔化的发生，发生了束束束束束和线性步骤变得不稳定的束。在Si（001）倾斜的表面上，带有许多扭结和线性步骤的粗糙步骤交替出现。人们认为这种扭结密度会导致固化和熔化频率和动力学系数的差异。使用这种效果，通过线性稳定性分析和蒙特卡洛模拟研究了步骤的行为。结果表明，差异导致微观表面上的步骤在生长和升华时都产生对。此外，发现生成的对会导致束。还发现对曲折的对稳定。这项成就已以欧元出版。物理。 J.B.对于SI（111）显微镜表面，其中7×7和1×1结构共存，我们使用着专注于两种结构的扩散系数差的模型进行了蒙特卡洛模拟，并研究了具有吸附原子流动的系统中台阶的行为。结果，发现这些步骤不管流动的方向如何，并且步骤向较低的阶段弯曲。此外，当漂移流变得更强时，阶梯脱离是从一旦形成的束出现的，这是由于大露台上的捆绑包之间的吸附密度分布而被视为。当面向下阶段的吸附原子流动时，已经去除的台阶已经去除，因为露台上的吸附原子低于微观表面上的平衡密度。此外，如果流动朝上，它将向前移动，这显然是由于密度增加所致。因此，已经发现，升华或生长可以防止阶梯分离并创建一个平坦的宽阔露台。以上结果已经发表在J. Phys。 Soc。 JPN。