含时空关联噪声生长方程的标度奇异性分析

基于动力学重整化群理论研究表面界面生长动力学标度奇异性问题, 得到含时空关联噪声的表面生长方程标度奇异指数的一般结果,并将此方法应用于几种典型的局域生长方程——Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）方程、线性生长方程、Lai-Das Sarma-Villain（LDV）方程.结果表明,在长波长极限下局域生长方程的动力学标度奇异性与最相关项、基底维数以及噪声有关,并且若出现标度奇异性,只会是超粗化（super rough）奇异标度行为,而不是内禀（intrinsically）奇异标度行为. 关键词： 标度奇异性 动力学重整化群理论 时空关联噪声     

含时空关联噪声的非局域及各向异性Kardar-Parisi -Zhang方程的直接标度分析

将直接标度分析方法推广应用到含时间空间关联噪声的非局域及各向异性KardarParisiZhang方程的动力学标度分析中,分别得到了方程在强耦合区和弱耦合区的标度指数值.在弱耦合区得到的标度指数能与使用动力学重整化方法得到的结果相吻合 关键词： 表面生长 标度分析 KPZ方程     

多晶薄膜表面粗化与生长方式转变

采用原子力显微镜研究了磁控溅射多晶薄膜表面粗化行为对归一化沉积温度T_s/T_m(T_s是沉积温度，T_m是材料熔点)的依赖性与薄膜生长方式转变行为.随着T_s/T_m增加，薄膜表面粗糙度增加，而表征粗糙度随时间演化特征的生长指数β历经了先减小再增加的过程.β对T_s/T_m的依赖关系反映了薄膜生长方式的转变行为，即薄膜生长依次由随机生长方式向表面扩散驱动生长方式与异常标度行为生长方式转变.在低于体扩散控制薄膜生长的温度时，晶界扩散机理导致多晶薄膜的表面粗化的异常标度行为. 关键词： 多晶薄膜 表面粗化 温度 生长     

遮蔽效应对抛射沉积模型标度性质的影响

在表面粗糙化生长过程中粒子非垂直入射产生的遮蔽效应是一种长程相互作用, 实验发现非垂直入射时生长表面形貌和生长性质都受到遮蔽效应的影响. 本文通过模拟倾斜入射的抛射沉积模型得到了其标度指数、 表面统计的偏度和峰度以及生长体的多孔性与入射角度的关系, 模拟结果显示标度指数与入射角度的关系是非单调的, 而偏度和峰度的有限尺寸效应也取决于入射角度的大小. 同时本文对以上模拟结果进行了定性的分析.     

非局域Lai-Das Sarma-Villain方程动力学标度性质的研究

使用动力学重整化群和直接标度分析的方法研究了非局域Lai-Das Sarma-Villain方程的动力学标度性质.动力学重整化群分析表明非局域非线性项的存在能够导致新的固定点和连续变化的动力学标度指数的产生.使用直接标度分析方法则分别得到了在弱耦合和强耦合区内的标度指数值.在弱耦合区域内得到的标度指数与动力学重整化方法得到的标度指数值能很好地吻合. 关键词： 表面生长 动力学重整化群分析 标度分析     

Ballistic Deposition模型孔洞生长标度行为的数值模拟

为研究表面界面粗化生长中孔洞的标度行为,在对Ballistic Deposition(BD)模型进行数值模拟的基础上,对模型中孔洞的模拟生长情况进行统计和分析.结果表明,BD模型中孔洞数目随模型生长时间的变化从初始阶段的高于线性而渐趋近于线性,并对该规律进行理论分析.     

点缺陷对表面生长动力学标度行为的影响

基于含噪声Kuramoto-Sivashinsky方程, 采用动力学重正化群技术, 研究生长表面存在点缺陷或杂质对表面生长动力学标度行为的影响, 得到了相应的粗糙度指数α 和动力学标度指数z. 所得结果表明, 点缺陷的存在使生长表面粗化, 并缩短达到稳定生长的弛豫时间.     

Kuramoto-Sivashinsky与Karda-Parisi-Zhang模型中生长界面分形特性研究

在（2＋1）维情况下，利用数值模拟研究了Kuramoto-Sivashinsky (K-S)与Karda-Parisi-Z hang (KPZ)模型所决定的非平衡态界面生长演化过程.结果表明，KPZ与K-S模型都表现出明 显的时间和空间标度特性.相对于KPZ模型而言，K-S模型所对应的表面具有更明显的颗粒特 征，当生长时间较长时，生长界面呈现蜂窝状结构.通过数值相关分析得到了生长界面的粗 糙度指数、生长指数和动态标度指数等参数.从两种模型对应的表面形貌特征和表面参数来 看，在(2+1)维情况下，KPZ与K-S模型所决定的表面具有完全不同的动态标度行为，属于不 同的两类物理模型. 关键词： Kuramoto-Sivashinsky (K-S)模型 Karda-Parisi-Zhang(KPZ)模型 分形 数值模拟     

随机稀释基底上刻蚀模型动力学标度行为的数值模拟研究

表面界面动力学粗化过程是凝聚态物理领域重要的研究内容,为研究基底不完整性对刻蚀模型动力学 标度行为的影响,本文采用Kinetic Monte Carlo(KMC)方法,分析研究了在随机稀释基底上刻蚀模型(Etching model)生长表面的动力学标度行为.研究发现:尽管随机稀释基底的不完整性会对刻蚀表面的动力学 行为产生显著的影响,导致刻蚀表面粗糙度指数和生长指数有明显的增加, 但其仍基本满足原有的动力学标度规律.此外,本文还对刻蚀表面动力学标度指数的有限尺寸效应进行了 分析讨论.     

两种类粒子间的聚集与完全湮没竞争过程的标度行为

考虑一个由两种类粒子组成的系统,同种类粒子相遇时发生不可逆的聚集反应;不同种类的粒子相遇时,则发生不可逆的完全湮没反应.利用Mont-Carlo模拟各种参数条件下的粒子聚集-完全湮没竞争过程,分析了聚集速率、湮没速率以及初始浓度分布对系统动力学行为的影响.模拟结果表明:1)粒子大小分布总是满足一定的标度律;2)当两种粒子的聚集速率都等于湮没速率的2倍时,粒子大小分布的标度指数与粒子初始浓度分布有关;3)其余情况下,标度指数则取决于反应速率的相对大小.此外,当两种粒子的聚集速率都大于或等于湮没速率的两倍,系统的所有粒子将完全湮没;当且仅当至少一种粒子的聚集速率小于湮没速率的两倍,聚集速率较小的那一种粒子才可能最终保存下来.模拟结果与已报道的理论分析结果符合得较好.     

Random deposition of two annihilating species in the (1+1) dimension

We present simulation results for the one-dimensional random deposition of two annihilating species A and B, falling with probabilities p and q (p+q=1), which then react to produce an inert product, i.e., A+B-->0. Two different annihilation rules are defined: top annihilation and nearest-neighbor annihilation (NNA), leading to distinct scaling behaviors. In particular, the values of the scaling exponents for NNA are found to be dependent on probability p, suggesting different universality classes.     

1+1维抛射沉积模型内部结构动力学行为的数值研究

采用Kinetic Monte Carlo方法对1+1维抛射沉积(BD)模型内部结构的动力学行为进行了大量的数值模拟研究.分别分析了空洞密度和内部界面的动力学行为.研究表明,空洞密度呈高斯型分布,其平均值首先随生长时间快速增长,然后达到一个与基底尺寸无关的饱和值.除表面宽度,还引入了新的极值统计方法来分析该模型内部界面的动力学行为,分析结果显示,1+1维BD模型内部界面的演化满足标准的Family-Vicsek标度规律,并且属Kardar-Parisi-Zhang方程所描述的普适类.最后对表面宽度和极值统计两种理论方法的有限尺寸效应进行了比较.     

Studies of the collision frequency of ideal gas particles with the surfaces of the objects created using the ballistic deposition technique

This paper is a continuation of our studies of the collision frequency of ideal gas particles with the rough/fractal surfaces. Here, we applied a more realistic surface growth model, i.e. ballistic deposition for creation of fractal objects. We found that the collision frequency with irregular surfaces is the linear function of pressure and this frequency per unit pressure is quite a complicated function of the surface fractal dimension as well as the diameter of colliding particle. The collision frequency with rough surfaces cannot be exactly described by the analytical formula called the Langmuir-Hertz equation. However, we have stated that the deviations of the true collision frequency from the Langmuir-Hertz prediction are not huge and in typical catalytic studies the error introduced by replacing the true frequency by the Langmuir-Hertz prediction can be safely neglected. We have also studied the probability of finding on the surface an atom which has been hit a certain number of times by a gas particle. This probability reveals an interesting behaviour for small gas particles, i.e. it perfectly correlates with the number of directions from which the surface atom is accessible from the gas phase. We have also estimated the evolution of the adsorption energy distribution with the increasing fractal dimension of the surface in the ballistic deposition.     

Corrections to scaling in the q-state Potts model within Gaussian closure approximation

Corrections to scaling in the q-state Potts model due to departures of the initial condition from scaling morphology are studied at zero temperature in phase-ordering kinetics within Gaussian closure approximation. When the corrections to scaling are included, the equal time correlation function has the form G(r,t) = g₀(r/L)+L^-ωg₁(r/L) + ..., where L is the coarsening length scale. Both the correction-to-scaling exponent ω and the correction-to-scaling function g₁(x) are calculated for different values of q. The correction-to-scaling exponent ω is found to be nontrivial and depends on q. The corrections to scaling are found to be large (relative to scaling function g₀(x) itself) at large scaling variable x.     

Insulator,conductor, and commensurability: a topological approach

I discuss a topological relation of the conduction property of a many-particle system on a periodic lattice at zero temperature to the energy spectrum. When the particle number per unit cell is an irreducible fraction p/q, an insulator must have q low-lying states of energy O(1/L) in one dimension and of energy O(1) in two dimensions, where L is the linear system size.     

Scaling properties of diffusion-limited reactions on fractal and euclidean geometries

We review our scaling results for the diffusion-limited reactions A + A 0 and A+B0 on Euclidean and fractal geometries. These scaling results embody the anomalies that are observed in these reactions in low dimensions; we collect these observations under a single phenomenological umbrella. Although we are not able to fix all the exponents in our scaling expressions from first principles, we establish bounds that bracket the observed numerical results.     

干涉项对e~+e~-→q+ng两种色连接几率的影响

传统高能e+ e-→hadrons事例产生器普遍采用大Nc 近似 ,使色单态链产生几率达到 10 0 %而色分离态几率为 0 .本文在Nc=3的真实情况下 ,研究了干涉项中颜色部分和动量部分的来源及性质后发现 ,对e+ e-→qq +ng部分子末态中胶子数 2 ,3,干涉项使色单态链产生几率进一步下降到 6 7% ,5 8% ,而n =2时的色分离态几率则增大至不考虑干涉项的 2倍 .由上推断当胶子数n更大时色单态链几率将远小于 1,色分离态几率将更显著增加     

沉积速率对甚高频等离子体增强化学气相沉积制备微晶硅薄膜生长标度行为的影响

本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了沉积速率系列不同生长阶段的微晶硅薄膜,通过椭圆偏振技术研究了生长过程中微晶硅薄膜表面粗糙度的演化.实验结果表明:沉积速率为0.08和0.24nm/s的低速沉积时,硅薄膜表面粗糙度接近,生长指数分别为β=0.21和β=0.20,对应有限扩散生长模式,此时沉积速率对硅薄膜生长影响不大,原因是低速沉积时成膜先驱物有足够时间迁移到能量低的位置;当沉积速率增加到0.66nm/s时,硅薄膜表面粗糙度明显增加,生长指数β=0.81,大于0.5,出现了异常标度行为,与低速沉积的生长模式明显不同,原因是高速沉积时成膜前驱物来不及扩散就被下一层前驱物覆盖,降低了成膜前驱物在薄膜表面的扩散,使表面粗糙度增加和生长指数β增大.β大于0.5的异常标度行为与阴影效应有关.     

一维化学势调制的p波超导体中的拓扑量子相变

本文研究了一维公度势和非公度势调制下的p波超导量子线系统的拓扑相变.在公度势调制下,通过计算Z2拓扑不变量确定系统的相图,指出系统的拓扑相变强烈地依赖于调制参数α和相移δ.在非公度势调制下,以α=(√5-1)/2,δ=0为例,计算系统的低能激发谱、Z2拓扑不变量以及逆参与率等,发现p波配对强度△∈(0,0.33)时,系统存在拓扑非平庸超导相,拓扑平庸超导相和拓扑平庸局域相的转变.而当p波配对强度△>0.33时,系统存在拓扑非平庸超导相和拓扑平庸局域相的转变.     

Anomalous scaling of the surface width during Cu electrodeposition

Kinetic roughening during thin film growth is a widely studied phenomenon, with many systems found to follow simple scaling laws. We show that for Cu electrodeposition from additive-free acid sulphate electrolyte, an extra scaling exponent is required to characterize the time evolution of the local roughness. The surface width w(l,t) scales as t(beta(loc))lH, when the deposition time t is large or the size l of the region over which w is measured is small, and as t(beta+beta(loc)) when l is large or t is small. This is the first report of such anomalous scaling for an experimental ( 2+1)-dimensional system. When the deposition current density or Cu concentration is varied, only beta(loc) changes, while the other power law exponents H and beta remain constant.