| 研究概要 |
微斜面上のステップのパターン形成の問題,ファセット状の島状構造の緩和過程,弾性相互作用における離散格子の効果を研究し,以下の知見が得られた.
1 吸着原子のドリフトによるステップの蛇行とバンチングを例に,不安定化した微斜面の2次元的パターン形成を研究した.離散的なステップのモデルから界面の運動を支配する非線形発展方程式を導き,その時間発展を数値積分によって調べた.とくに2種の不安定化が同時に起こる場合には,対象軸に対して傾いた二つの方向に畝状の表面を持ったドメイン構造が形成されることを見出した.
2 微斜面の不安定化に対するステップの透過性の効果を線形安定性解析とモンテカルロシミュレーションによって調べた.吸着原子に対する透過性が増すと,バンチングに対する不安定化が起きるためのドリフトの方向が反転することを解析的に導いた.いろいろな場合について,理論とシミュレーションの定性的な一致が得られた.
3 Si(111)ファセット上のナノメーター程度の大きさの島が崩壊していく過程の実験を解析し,理論的に予想していた頂点部分にできるファセットの成長則を確認した.理論のモデルは同心円状のステップからなる島をステップのスティフネスなどの巨視的なパラメタで記述するもので,こうした記述がメゾスコピックサイズまで有効であることが分かった.
4 連続体弾性理論の有効性の限界を調べるため,離散格子のモデルを用いて吸着原子,ステップ,不純物等の相互作用エネルギーを計算し、表面が平らでない場合には連続体理論がかなり遠距離で破綻することを見出した.
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