Кинетические модели формирования пространственно-упорядоченных структур на поверхности твердого тела

• Автор: Дубровский, Владимир Германович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 316 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ КОНДЕНСАЦИИ ТОНКИХ ПЛЕНОК И ФОРМИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-УПОРЯДОЧЕННЫХ

СТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

2 МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РОСТА ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.1 Самосогласованная модель Колмогорова

2.2 Режимы формирования монослоя

2.3 Макроскопическая модель полислойного роста пленки

2.4 Численные расчеты основных характеристик растущей пленки

3 МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ ПОДХОД В КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РЕШЕТОЧНЫХ СИСТЕМ

3.1 Термодинамика решеточного газа и сценарии фазовых превращений

3.2 Диффузионный оператор
3.3 Континуальное приближение
3.4 О возможности существования периодических стационарных решений континуального уравнения
4 ЭФФЕКТЫ САМООРГАНИЗАЦИИ В ДВУМЕРНЫХ ПЛЕНКАХ ПРИ СУБМОНОСЛОЙНЫХ ЗАПОЛНЕНИЯХ
4.1 Диффузионно-стимулированная самоорганизация в квазиодномерной модели
4.2 Решение стационарного уравнения для плотности двумерной пленки методом теории возмущений

4.3 Спонтанное формирование наноостровков

5 МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ПЛЕНОК
5.1 Цепочка кинетических уравнений для трехмерного адсорбата
5.2 Система самосогласованных кинетических уравнений для средних заполненностей узлов (ОКБЭТ-модель)
5.3 Пространственно-однородные стационарные решения
ОКБЭТ-модели
5.4 Анализ пространственно-однородных стационарных состояний неидеального трехмерного адсорбата.
Реакционно-стимулированные фазовые переходы
6 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТРУКТУР В ТРЕХМЕРНЫХ ПЛЕНКАХ
6.1 Формирование пространственно-упорядоченных структур в трехмерной пленке: линейная теория
6.2 Учет нелинейных эффектов для пленки конечной толщины
6.3 Эффекты самоорганизации при молекулярно-пучковой эпитаксии
6.4 Моделирование процессов прямого формирования наноструктур при молекулярно-пучковой эпитаксии в гетероэпитаксиальных системах
6.5 Возможные сценарии пространственного упорядочения в рамках трехуровневой модели
7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ InGaAs/GaAs, InAs/GaAs И InAs/Si
7.1 Предварительные замечания

7.2 Исследование кинетики формирования квантовых точек 1пАз/СаАз методом дифракции быстрых электронов на отражение
7.3 Формирование и СТМ-диагностика квантовых точек в системе 1пОаА8/СаАэ
7.4 Формирование и исследование квантовых точек 1пАв на поверхности кремния
8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

tA — Kl exP{Ел/квТ), где Ea есть активационный барьер десорбции при нулевом заполнении и v± - частота колебаний в нормальном к поверхности направлении, адатом либо десорбируется, либо захватывается уже существующими на поверхности островками. Считается, что сами островки как целое не диффундируют и не десорбируются. В процессе латерального роста островки сливаются друг с другом по механизму твердофазного спекания (предположения 3) и 4) модели Колмогорова) и образуют заполненные участки первого слоя. Прямое попадание атомов из газовой фазы на эти участки может приводить к формированию следующего слоя, что не сказывается на латеральном росте первого слоя согласно сделанному выше предположению о независимости нормального и латерального роста.
Пусть Sf(t) есть площадь незаполненной части поверхности в момент времени t. Тогда
есть соответственно доли незаполненной и заполненной частей поверхности. Величина 9{Ь) дает, очевидно, заполненность поверхности первым слоем адсорбата (в пространственно-однородном случае). Введем концентрацию свободных адатомов на незаполненной части поверхности
где Л^) есть полное число адатомов в момент времени £. Для установления связи между и #(£), верной при любых заполнениях, необходимо привлечь уравнение баланса числа частиц на поверхности. Считая, что при £ = 0 пДО) > п где п = 9еа/сг - равновесная концентрация адатомов,

<АЧ = Sf(t)/S, 0(f) = 1 - (2.1)
(2.2)