ステップ系の統計力学と結晶形のダイナミクス

阶梯系统的统计力学和晶型动力学

• 批准号: 05211221
• 负责人: 阿久津 典子
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Electro-Communication University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05211221/
• 关键词: Vicinal Surface; ステップ張力; ステップのゆらぎ幅; 自由フェルミオン; 結晶平衡形; ステップ間相互作用; 2成分定比化合物

・TSK(terrace-step-kink)描像にもとづきvicinal surfaceを紐状ステップの多体系とみなし,統計力学的に調べた。単一ステップのゆらぎ幅の二乗平均<W^2(y)>はyをステップに沿った距離とし,ステップ密度をrhoとして,yが十分に大きいところで漸近的に<W^2(y)>〜A(rho)lnyであることが理論的に示された。ここで係数A(rho)はfree fermionモデルではA(rho)=(pirho)^<(-2)>となる。・<W^2(y)>と表面高さ高さ相関関数との一般的関係を表面張力波モデルにより示した。この関係式により結晶平衡形のファセット端におけるユニバーサルなとびと<W^2(y)>のユニバーサルなふるまいとの関係が明らかにされた。・弾性力によるステップ間相互作用がある場合,相互作用係数をgとしてSutherlandモデルの厳密解より,A=A(rho,g)を厳密に得た。すなわち,ステップゆらぎ幅の観測から,微視的な相互作用係数gを実験的に得る方法を開発した。・free fermionモデル,SOS(solid-on-solid)ステップモデルについてステップゆらぎ幅のモンテカルロ計算を行い,rho→0でのユニバーサルなふるまいが確認された。free fermionモデル多体系では,高い精度で理論値と一致した。厳密に解けない例としての,SOSステップ多体系についてはrho≠0でA(rho)=(pirho)^<-2>・f(rho)としたときのf(rho),すなわち,ゆらぎ幅のステップ密度依存性が求まった。・2成分定比化合物におけるステップ張力を,モンテカルロ計算や実験観測を行うことを考え,微視的なキンク・エネルギー,ステップエッジ・エネルギーを考察した。さらに,有限温度でのステップの形状をランダムウォークとみなし,異方的ステップ自由エネルギー,2次元結晶平衡形,ステップ・スティフネスおよびステップ・エントロピーを計算した。

, TSK (terrace - step - kink) trace like に も と づ き vicinal surface を new shape ス テ ッ プ の system more と み な し, statistical mechanics に adjustable べ た. 単 A ス テ ッ プ の ゆ ら ぎ picture の squares average < W ^ 2 (y) > は y を ス テ ッ プ に along っ た distance と し, ス テ ッ プ density を rho と し て, y が very big に き い と こ ろ で asymptotic に < W ^ 2 (y) > ~ A (rho) lny で あ る こ と に が theory in さ れ た. こ こ で coefficient A (rho) は free fermion モ デ ル で は A (rho) = (pirho) ^ < (2) > と な る. · <W^2(y)>と surface height さ high さ phase relationship number と rod general relationship を surface tension wave モデ によ によ show た た. こ の masato system type に よ り crystallization equilibrium shape の フ ァ セ ッ ト end に お け る ユ ニ バ ー サ ル な と び と < W ^ 2 (y) > の ユ ニ バ ー サ ル な ふ る ま い と の masato が and Ming ら か に さ れ た. · 弾 shakti に よ る ス テ ッ プ interaction between が あ る occasions, interaction coefficient of を g と し て Sutherland モ デ ル の 厳 dense solution よ り, A = A (rho, g) を 厳 dense に た. す な わ ち, ス テ ッ プ ゆ ら ぎ picture の 観 measuring か ら, micro visual な interaction coefficient of g を be 験 に better る method を open 発 し た. · free fermion モ デ ル, SOS (solid - on - solid) ス テ ッ プ モ デ ル に つ い て ス テ ッ プ ゆ ら ぎ picture の モ ン テ カ ル ロ computing を い, rho - > 0 で の ユ ニ バ ー サ ル な ふ る ま い が confirm さ れ た. free fermionモデ multi-system で, high <s:1> accuracy で theoretical value と consistent <s:1> た. 厳 dense に solution け な い example と し て の, SOS ス テ ッ プ system more に つ い て は rho indicates で A (rho) = 0 (pirho) ^ < - > 2 · f (rho) と し た と き の f (rho), す な わ ち, ゆ ら ぎ picture の ス テ ッ プ density dependence が o ま っ た. · 2 composition ratio of compound に お け る ス テ ッ を プ tension, モ ン テ カ ル ロ computing や be 験 観 measuring line を う こ と を え, micro visual な キ ン ク · エ ネ ル ギ ー, ス テ ッ プ エ ッ ジ · エ ネ ル ギ ー を investigation し た. さ ら に, limited temperature で の ス テ ッ プ の shape を ラ ン ダ ム ウ ォ ー ク と み な し, different parties ス テ ッ プ free エ ネ ル ギ ー, 2 dimensional crystal balance, ス テ ッ プ · ス テ ィ フ ネ ス お よ び ス テ ッ プ · エ ン ト ロ ピ ー を computing し た.

项目成果

阿久津,典子: "微斜面における単一ステップのゆらぎII-モンテカルロシミュレーション" 日本結晶成長学会誌. 20. 100-100 (1993)

Akutsu, Noriko：“邻近斜率 II-蒙特卡罗模拟的单步波动”日本晶体生长学会杂志 20. 100-100 (1993)。

Norikazu Ishimura: "Modulation of Magnetic Adlayer by External Field" J.Phyo.Soc.Jpn.62. 3954-3964 (1993)

Norikazu Ishimura：“外部场对磁性吸附层的调制”J.Phyo.Soc.Jpn.62。

Takao Yamamoto: "Fluctuation of a Single Step on the Vicinal Surface - Universal and Non-Universal Behaviors" J.Phyo.Soc.Jpn.63(No.3に掲載決定). (1994)

Takao Yamamoto：“邻近表面上的单步波动 - 普遍和非普遍行为”J.Phyo.Soc.Jpn.63（第 3 期出版）。

Noriko Akutsu: "Step Characteristics of Stoihiometrically Binary Crystals" Proceedings of the Seventh Topical Meeting on Crystal. 69-74 (1994)

Noriko Akutsu：“化学计量二元晶体的阶跃特征”第七届晶体专题会议论文集。

Yasuhiro Akutsu: "Logarithmic Behavior of Step Fluctuations in the Vicinal Surface" Proceedings of the Seventh Topical Meeting on Crystal Growth Mechanism. 75-80 (1994)

Yasuhiro Akutsu：“邻近表面阶梯波动的对数行为”第七届晶体生长机制专题会议论文集。