论文部分内容阅读
对半导体表面的再构相及其相变的研究是物理学中的一个重要方面。表面再构的微观和介观形式,以及各种表面相之间的相变和相变动力学包含了丰富的物理内容,对它们的深入系统研究具有重要的意义。
笔者针对Si(111)表面(7x7)-(1x1)相变提出了一个双速动力学模型,并用结合了自适应网格的相场法实现。我们的模拟研究发现,岛面积衰减速率在衰减过程中不变,但随着岛的初始面积的增加而增加。这样很好地解释了LEEM实验的结果,同时也支持了我们的结论:在这个相变过程中,二聚体链和角空穴被首先破环,是较快的过程,而其后进行的层错消解的过程较慢,需要更多的时间。这样就清楚地阐述了这个相变过程的动力学,同时证明相场法对于表面相变的研究是一个可靠的工具。
笔者对Si(001)和Ge(001)表面的2×1再构相及其到1×1结构的相变提出了一个相场晶体理论模型。模型中的相场变量表示局域原子密度。本文结合相变中两相共存的温度区间、相变潜热、室温时二聚体键长等实验数据来确定模型中的模拟参数。通过模拟得到的表面形貌与STM图像中无缺陷的2×1再构形貌相同;模型中序参量随温度变化的曲线是带有典型一阶相变特征的滞后回线.回线的宽度与两相共存的温度区间成正比;模型同时给出了形成二聚体时表面原子位移与温度的关系。模拟结果表明我们给出的相场变量的物理解释与实验结果相符,这样对Si(001)和Ge(001)表面的2×1再构相及其到1×1结构的相变给出了一个合理模型。