Ag/Cu(111)与Au/Cu(111)体系异质外延岛演化过程中的应变释放及其对Moiré结构形成的影响

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，利用分子动力学模拟方法研究了Au/Cu(111)和Ag/Cu (111)体系的异质外延结构特征以及外延岛形貌和应变释放的演化过程. 通过对比Au/Cu(111)和Ag/Cu (111)体系的异质外延结构及外延岛演化行为，揭示了导致Ag/Cu (111)体系中异质外延层形成Moiré结构的微观物理机理及其与外延体系的宏观物理特性之间的关系. 研究结果显示，外延岛原子与基体表面原子之间的界面结合强度是形成Moiré结构的重要因素，异质外延体系的界面结合强度取决于二者的合金熔解热. 当异质外延体系的合金熔解热为正值时，界面结合强度较弱，有利于Moiré结构的形成. 同时，外延岛原子之间的相互作用决定着外延岛的面内弛豫行为，对Moiré结构的形成有一定的影响. 外延岛的面内弛豫行为与外延层和基体之间的相对刚度有关，弹性模量较大的外延层具有较强的延展能力，对Moiré结构的形成有利. 此外，Moiré结构的形成与外延岛的尺度有关，主要是外延岛边界原子的钉扎作用对外延岛内原子弛豫行为的约束作用的影响.     

Au/Cu(001)异质外延岛演化的分子动力学研究

利用分子动力学弛豫方法模拟了Au/Cu(001)异质外延生长初期Au异质外延岛的形貌演化，分析了Au外延岛演化过程中的局域应力及与基体结合能随表面岛尺寸的变化. 研究结果表明：当异质外延岛小于7×7时，外延岛原子分布呈现赝Cu点阵形貌；当外延岛达到8×8后，外延岛内开始出现失配位错，失配位错数量随外延岛尺寸的增加而增加. 局域压力分析指出，外延岛上原子之间的近邻环境不同导致了所受应力的差异，而外延岛的形变则是由外延岛原子的应力分布所决定. 研究还发现，失配位错的产生导致错位原子与基体原子之间的结合强度减弱，但相对增加了非错位原子与基体原子之间的结合强度. 关键词： 异质外延 表面形貌 局域压力 分子动力学模拟     

Cu-Au体系非对称异质外延行为的分子动力学研究

利用分子动力学模拟方法研究了Cu/Au(001)和Au/Cu(001)异质外延岛的演化行为. 研究结果显示：Cu-Au体系的相互外延行为呈现出明显的非对称性. Cu在Au(001)基体表面可以形成完整的外延结构，而Au在Cu(001)基体表面外延将导致失配位错的出现. 导致非对称外延生长行为的根本原因是外延岛的应变状态的差异和外延岛自身性质的不同. 随着外延岛的长大，Cu外延岛与Au(001)基体的微观失配度由最初的接近宏观失配度的9%左右迅速单调下降，并最终趋于晶格匹配；而Au在Cu(001)基体表面外延的微观失配度则呈现出振荡增加趋势. Cu/Au(001)体系的基体形变主要发生在外延岛的边缘，而Au/Cu(001)体系的基体形变主要发生在外延岛内部所对应的区域.