Modelling and simulation of hetero-epitaxial crystal growth

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Die Eigenschaften atomarer Schichten, die sich an einer Substratoberfläche mit unterschiedlicher Kristallstruktur anlagern, sollen theoretisch untersucht werden. Dazu soll ein effizientes Modell für heteroepitaktisches Wachstum atomarer Schichten entwickelt bzw. weiterentwickelt werden, das die Simulation relativ großer Systeme ermöglicht, ohne eine feste Gitterstruktur vorzugeben. Die geplanten Untersuchungen betreffen vor allem die ersten Monolagen der wachsenden Schicht. Sie sollen zunächst am (1+1)-dimensionalen Modell durchgeführt, aber auch auf (2+1)-dimensionales Wachstum ausgedehnt werden. Mittels kinetischer Monte Carlo Simulation sollen die spezifischen Effekte der Fehlanpassung von Adsorbat- und Substratmaterial untersucht werden. Im Vordergrund stehen das Auftreten von Defekten sowie die Auswirkungen der Verspannungen auf die Ausbildung von "Inseln" und dreidimensionaler Strukturen. Weitere Fragestellungen betreffen das Wachstum auf geneigten Oberflächen, die Beweglichkeit von Inseln bestimmter ("magischer") Größen, sowie den möglichen Teilchenaustausch an der Grenzfläche zwischen Adsorbat und Substrat.