Моделювання процесів росту на поверхні кристалів

Abstract

У статті розглядаються моделі процесів росту плівок та інших структур на поверхнях кристалів, які мають подібну кристалічну структуру із незначним параметром невідповідності граток речовин, із яких утворені плівка та кристалічна підкладка. Проведений огляд методів моделювання, що основані на аналітичних співвідношення та обчислювальних алгоритмах. Розглянуто ряд методів моделювання найбільш типових процесів: формування поверхні у вигляді пірамідальних утворень (так звані голчасті кристали), двовимірний із початковими острівцями росту та тривимірний нерівномірний процеси росту. Для моделювання процесу росту голчастих кристалів запропоновано використовувати метод, що оснований на гаусовій статистиці приростів висоти поверхні. Розглянуто також модель тривимірного росту кристалічної поверхні, яка використовує ітераційний алгоритм Фосса, і яка дає можливість дослідити процеси ступінчатого, нерівномірного росту кристалів. На противагу ступінчатому росту розглянуто модель субмоноатомного росту плівки, що основана на методі Монте-Карло. Для субмоноатомного росту плівки застосовано псевдовипадкові послідовності, які моделюють початкове розміщення острівців зародження наступного шару на кристалічній поверхні. Визначені обчислювальні характеристики цього методу, а саме залежність числа ітерацій, необхідних для заповнення поверхні цілком, від коефіцієнту початкового заповнення поверхні.