ファセット化マクロステップの形成・解消ダイナミクスにおける表面傾斜依存性

結晶表面ステップ間に点型の引力が有る格子模型であるp-RSOS模型の定常成長傾斜面について、マクロステップ形成・分散のダイナミクス研究を行っている。この模型の特徴は、テラス面の荒さを取り入れることである。この模型は樹枝状結晶成長などを扱うフェーズフィールド模型より、ミクロな模型であり、量子力学的第一原理計算に用いる模型より粗視化された模型である。マクロステップの形成は対称性の自発的破れ現象の一つであり、自発的不均一化でもある。分子動力学等で議論される原子スケールの表面荒さと、樹枝状結晶のようなメゾスケールに「荒れた」面との間をつなぐ、ファセット化ラフ面の自発的形成を議論するAbstractを国際会議に提出したところ、招待講演に採択された。p-RSOS模型は19頂点模型の一つであり、可積分系ではないので解析的な研究が難しい。p-RSOS模型について平衡状態における傾斜依存ファセティング・ダイヤグラム (ステップの凝集・分散の相図の一つ) を阿久津泰弘氏との共同研究によりテンソルネットワーク法で計算した。2次元表面の荒さを取り入れた相転移点を求める場合、分子場近似計算ではしばしば誤った結果になることが知られている。そのため(001) 面荒さのエントロピーを信頼できる精度で計算できるテンソルネットワーク法を使用した。その結果をSi (113) 面と (114) 面間の斜面において観測されたマクロステップ・ファセット化相図と比較し, Siのステップ間引力エネルギーが近似的に-123 meVと求めることができた。観測は30年前になされたが、これまでステップ間引力エネルギーが具体的に求められたことは無かった。他の物質に於いてもステップ間引力エネルギーが求められた例は無く、世界で初めてである。

結晶表面ステップ間に点型の引力が有る格子模型であるp-RSOS模型の定常成長傾斜面について、マクロステップ形成・分散のダイナミクス研究を行っている。この模型の特徴は、テラス面の荒さを取り入れることである。この模型は樹枝状結晶成長などを扱うフェーズフィールド模型より、ミクロな模型であり、量子力学的第一原理計算に用いる模型より粗視化された模型である。マクロステップの形成は対称性の自発的破れ現象の一つであり、自発的不均一化でもある。分子動力学等で議論される原子スケールの表面荒さと、樹枝状結晶のようなメゾスケールに「荒れた」面との間をつなぐ、ファセット化ラフ面の自発的形成を議論するAbstractを国際会議に提出したところ、招待講演に採択された。p-RSOS模型は19頂点模型の一つであり、可積分系ではないので解析的な研究が難しい。p-RSOS模型について平衡状態における傾斜依存ファセティング・ダイヤグラム (ステップの凝集・分散の相図の一つ) を阿久津泰弘氏との共同研究によりテンソルネットワーク法で計算した。2次元表面の荒さを取り入れた相転移点を求める場合、分子場近似計算ではしばしば誤った結果になることが知られている。そのため(001) 面荒さのエントロピーを信頼できる精度で計算できるテンソルネットワーク法を使用した。その結果をSi (113) 面と (114) 面間の斜面において観測されたマクロステップ・ファセット化相図と比較し, Siのステップ間引力エネルギーが近似的に-123 meVと求めることができた。観測は30年前になされたが、これまでステップ間引力エネルギーが具体的に求められたことは無かった。他の物質に於いてもステップ間引力エネルギーが求められた例は無く、世界で初めてである。