A tunable solid-on-solid model of surface growth
我们已经进行了详细的Monte Carlo研究的无扩散$(1+1)$维固体对固体模型的颗粒沉积和蒸发,不仅调整的平衡表面的粗糙度,但也表明需要两个以上的指数来表征它。可调参数,表示为$μ$,在这个模型中是每单位长度的无量纲表面张力。对于$μ< 0$,表面变得越来越尖,其平均宽度随时间线性增长;对于$μ= 0$,其宽度随$\sqrt{t}$增长。另一方面,对于正$μ$,表面宽度显示标准缩放行为,$\la σ_m(t)\ra \sim M^αf(t/M^{α/β})$,其中$M$是衬底尺寸,而$f(x) \to const (x^β)$用于$x$大(小)。分别为$μ\leq 2$的粗糙度指数$α= 1/2$和$μ= 5, 6 & 7$的$ = 3/5, 4/5 & \sim 1$;分别为$μ\leq 2$的生长指数$β= 1/4$和$μ> \sim 3.5$的生长指数$= 1/2$。这些指数与高度差相关函数$α' = 1/2, β' = 1/4$和$z' = 2$的指数不同,$μ$的值越高,表明表面可能是自约束的。
2008-05-17 cond-mat.stat-mech
Crystal growth from a supersaturated melt: relaxation of the solid-liquid dynamic stiffness
我们讨论的生长过程中的结晶相的亚稳态过压缩液体,是与结晶基板接触。用分子动力学模拟了这一过程。粒子通过Lennard-Jones势相互作用,它们的运动通过Langevin动力学局部热化。我们表征的固体-液体界面的弛豫过程中,显示的增长速度是最大的液体密度以上的固体共存密度,和界面的结构特性迅速收敛到平衡的性质。特别是,我们表明,非平衡动态刚度可以提取使用毛细管波理论参数,即使增长前沿移动快的压缩液体的典型扩散时间相比,和动态刚度收敛到平衡刚度的时间比扩散时间短得多。
2014-05-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Crack growth in heterogeneous brittle solids : Intermittency, crackling and induced seismicity
裂纹扩展是脆性材料失效的基本机理。工程学在连续介质力学的框架内解决了这个问题,它将确定性地将裂纹运动与施加的载荷联系起来。然而,这样的理想化,在几种情况下失败,特别是不能捕捉高度不稳定的(地震般的)动态有时观察到在缓慢破裂的异质固体。在这里,我们研究这个问题,通过控制微观结构的人造岩石中的裂纹扩展的创新实验。分别从空间平均裂纹速度的时间波动和诱导声发射两个方面分析了全局和局部尺度下的动力学事件。他们的统计特征和最近的方法映射断裂发生的弹性界面的脱钉的预测进行比较。最后,事件的整体时间大小组织的特点,揭示了在地震学中观察到的标度律的机制。
2018-11-07 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Bounds for the Restricted Solid-on-Solid Model of Surface Growth
针对连续时间表面生长的RSOS模型,通过将其刻画为无序晶格上的首达渗流,证明所有维度下表面高度涨落的线性上界及一维下的对数下界,推进该模型的数学研究。
2025-04-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Kinetics of Vapor-Solid Phase Transitions: Structure, growth and mechanism
在$d=2$空间维上,通过分子动力学模拟,在极低温度下研究了单组分Lennard-Jones模型中高、低密度相分离的动力学.对于密度接近的蒸汽(低密度)的共存曲线的分支,断开集群的高密度相表现出弹道运动,动能分布的集群是密切麦克斯韦。从近圆形的形状开始,在成核时,这些团簇通过粘性碰撞生长,在后期获得类似于非平衡态的结构,具有非常低的分形维数。后者的起源被证明是在于低流动性的组成颗粒,在相应的集群参考系,由于(准长程)的结晶顺序。标准的自相似域模式,通常观察到的动力学的相变,被发现是在这个增长过程中不存在。这使提供与不混溶固体混合物中相同的生长规律的量化生长的常用方法无效。一个适当的替代方法,涉及分形的结构,量化的增长特征的“长度”是一个幂律与时间,指数是令人惊讶的高。通过非平衡动力学理论推导出了所观察到的生长规律。
2016-04-21 cond-mat.stat-mech
Comment on "Growth Inside a Corner: The Limiting Interface Shape"
我们研究了三维角增长模型的约束渐近形状[Olejarz et.例如,PRL,108,016102(2012)],通过将模型映射到三角形晶格上的固体模型上的受限固体上。通过选择适当的边界条件,我们能够得到高精度的数值计算结果的增长速度使用蒙特卡罗模拟。我们发现数值结果与猜想不一致。
2012-12-05 cond-mat.stat-mech
Crystal growth kinetics in Lennard-Jones and Weeks-Chandler-Andersen systems along the solid-liquid coexistence line
用非平衡分子动力学模拟研究了Lennard-Jones和Weeks-Chandler-Andersen面心立方晶液界面(100)、(110)和(111)晶向固液共存线上的晶体生长动力学。观察到沿共存线的生长动力学减慢,这主要是温度效应,其他量如熔化压力和液体自扩散系数具有可忽略的影响。这两种潜力的增长动力学变得相似,在大值的熔化温度和压力,当两者都类似于一个纯粹的排斥性软球势。从熔体结晶的经典模型是在合理的定性与我们的模拟数据。最后,研究了几个单相经验熔化/冻结规则沿共存线的有效性。
2015-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Logarithmic roughening in a growth process with edge evaporation
粗糙化转变通常具有不寻常的标度特性。作为一个例子,我们研究了粗糙化过渡的固体对固体的生长过程与边缘蒸发[物理评论快报。76,2746(1996)],其中已知界面随时间几何地变粗糙。进行高精度的模拟,我们找到适当的缩放形式的各种数量。此外,我们提出了一个简单的近似解释界面粗糙化的几何。
2002-09-07 cond-mat.stat-mech
Solute trapping and diffusionless solidification in a binary system
大量关于二元体系快速凝固的实验数据表明,在初始(标称)化学组成下会形成亚稳固相。这一事实是解释完整的溶质捕获导致扩散(化学无分区)凝固在有限的晶体生长速度。特别注意的是开发一个模型的快速凝固,描述了从化学分配的过渡到扩散生长的晶体。分析处理导致完全溶质捕获的条件,其直接从固液界面周围的溶质扩散和在界面处的原子附着和分离的分析得出。在界面处的通量平衡所得到的方程考虑了两个动力学参数:界面上的扩散速度$V_{DI}$和体相中的扩散速度$V_D$。该模型描述了Si-As合金凝固过程中非平衡溶质分配的实验数据[M. J. Aziz等人,J. Cryst. Growth { \bf 148},172(1995); Acta Mater. { \bf 48},4797(2000)]中对于所研究的凝固速度的整个范围。
2007-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Parameter free scaling relation for nonequilibrium growth processes
我们讨论了一个参数自由标度关系,产生一个完整的数据崩溃的大类非平衡增长过程。我们说明了这种新的缩放关系的权力,通过各种增长模型,例如竞争性增长模型RD/RDSR(随机沉积/随机沉积与表面扩散)和RSOS(限制固体上固体)模型与不同的最近邻高度差,以及通过一个新的沉积模型与温度相关的扩散。新的比例关系相比,熟悉的家庭Vicsek关系和后者的局限性突出。
2009-04-27 cond-mat.stat-mech
Layer by layer epitaxy in limited mobility nonequilibrium models of surface growth
我们研究,使用降噪技术,层的外延生长在有限的流动性固体对固体的非平衡表面生长模型,这已被引入的背景下,在理想的分子束外延的动力学表面粗糙化。多次击中噪声降低和长的表面扩散长度导致在1+1和2+1维有限迁移率生长模拟中定性相似的逐层外延。我们讨论的动态标度特性连接的瞬态层逐层生长制度的渐近动力学粗糙的增长制度。
2002-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Noise Reduction and Universality in Limited Mobility Models of Nonequilibrium Growth
我们表明,一个多击中降噪技术,涉及接受只有一小部分允许的原子沉积事件,可以通过显着抑制高台阶和深槽的形成,极大地促进识别的普遍性类有限的流动性离散固体上固体保守的非平衡模型的外延生长。特别地,利用降噪技术确定了离散一维分子束外延生长模型的临界生长指数,并将普适类确定为非线性连续四阶守恒外延生长方程的普适类.
1998-03-26 cond-mat.stat-mech
Dynamic Scaling in a 2+1 Dimensional Limited Mobility Model of Epitaxial Growth
我们研究统计标度不变性和动态标度在一个简单的固体-固体2+1维有限流动性离散模型的非平衡表面生长,我们认为应该描述低温动力学粗糙化性能的分子束外延。该模型表现出长寿命的“瞬态”异常和多仿射动态标度特性类似于在相应的1+1维问题。使用大规模的模拟,我们得到相关的标度指数,并与连续介质理论进行比较。
1997-01-10 cond-mat.stat-mech
Nonuniversal mound formation in nonequilibrium surface growth
我们证明,使用完善的非平衡有限流动性固体对固体生长模型,土墩形成的动态表面生长形态并不一定意味着存在的表面边缘扩散偏置(Schwoebel屏障)。我们发现在几个非平衡增长模型,其中包括没有Schwoebel障碍的土堆形态。我们的数值计算结果表明,在非平衡表面生长的隆起形态可能会产生一些不同的物理机制,与Schwoebel不稳定性是其中之一。
2000-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Reconstructed Rough Phases During Surface Growth
平坦的表面相在生长期间是不稳定的,并且已知会变得粗糙。这并不排除表面重建顺序在粗糙生长表面中持续存在的可能性,类似于所谓的平衡重建粗糙相。我们调查这一点的背景下,KPZ型动力学,使用固体固体模型与负单原子阶跃能量的限制。严格地说,在热力学极限中不存在长程重构有序,但是重构畴壁被捕获在表面脊线处,并且重构序参量在有限但大的长度尺度上随着KPZ动态指数而剧烈波动。
2000-05-18 cond-mat.stat-mech
Critical behavior of roughening transitions in parity-conserving growth processes
研究了一类描述二聚体沉积和蒸发过程的宇称守恒固-固模型。作为模型的一个关键特征,二聚体的蒸发只发生在梯田的边缘,导致平滑和粗糙相之间的粗糙化过渡。我们考虑几个变种的增长模型,以确定普遍和非普遍的属性。此外,宇称守恒的多核增长模型的建议。所有变体在粗糙化过渡处显示相同类型的普遍临界行为。由于宇称守恒,前几层的临界行为可以用具有偶数个后代的单向耦合分支零化随机游动来解释。
1999-07-15 cond-mat.stat-mech
Particle currents and the distribution of terrace sizes in unstable epitaxial growth
研究了1+1维外延生长的固-固模型,其中斜率依赖的向上和向下的粒子流在表面上竞争。引起这些电流的微观机制是沉积时颗粒的平滑结合和阻碍台阶边缘层间传输的Ehrlich-Schwoebel屏障。我们计算了阶地大小的分布和由此产生的电流与一个给定的倾斜角的阶梯表面。竞争效应的消除导致选择稳定的魔斜率。仿真结果与理论结果吻合得很好。
2001-02-09 cond-mat.stat-mech
Temperature and Composition Dependence of Kinetics of Phase Separation in Solid Binary Mixtures
本文采用二维伊辛模型的蒙特卡罗模拟,研究了固体二元混合物($A_1+A_2$)的相分离动力学。通过适当的应用有限尺寸标度理论的模拟结果被理解。在中等高温下,对于$A_1$和$A_2$颗粒的对称$(50:50)$组合物,畴的平均尺寸从非常早的时间起呈现幂律增长,指数具有1/3的Lifshitz-Slyozov值。然而,我们的分析表明,对于足够低的温度,在早期的增长指数小于Lifshitz-Slyozov值。对于组合物的依赖性,我们发现,在中等温度下,即使是极端的非临界组合物,曲率依赖校正的增长规律是弱的,这是违反直觉的,在这种情况下,引起液滴形态。然而,这与最近对表面张力的曲率依赖性的理解一致。还介绍了有限尺寸效应随温度和组分变化的一般性研究结果。
2013-05-12 cond-mat.stat-mech
New set of measures to analyze non-equilibrium structures
我们介绍了一套统计措施,可用于量化非平衡表面生长。它们被用来推断新的信息时空动力学的模型系统的旋节分解和表面沉积。在卡恩-希利亚德方程(用于模型spinodal分解)的模式增长显示出三个不同的阶段。两种模型的表面生长,即连续的Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)模型和离散的限制固体上固体(RSOS)模型具有不同的饱和指数。
2004-04-27 cond-mat.stat-mech
Unconventional MBE Strategies from Computer Simulations for Optimized Growth Conditions
利用固-固(SOS)模型的动力学蒙特卡罗模拟研究了台阶边缘扩散(SED)和脱附对分子束外延(MBE)的影响。基于这些调查,我们提出了两种策略来优化MBE的增长。这些策略适用于不同的生长机制:在逐层生长过程中,可以利用解吸的存在来实现光滑的表面。通过附加的短的高通量粒子脉冲,可以增加生长速率并辅助逐层生长。然而,如果形成丘(非逐层生长),则SED可用于控制三维结构的尺寸和形状。通过控制流量随时间的减少,我们实现了快速粗化以及平滑的台阶边缘。
1999-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A Discrete Model for Nonequilibrium Growth Under Surface Diffusion Bias
介绍了一个有限迁移率非平衡固体-固体动力学模型,作为一个简单的描述随机气相沉积和表面扩散偏置条件下的生长界面的形态演变。模拟使用的沉积原子的局部协调依赖的瞬时弛豫产生复杂的表面丘形态的动态演化是不一致的所有建议的连续表面生长方程。对于任何有限的偏见,土堆粗化被发现是唯一的初始瞬态渐近消失,与渐近增长指数为0.5,在1+1和2+1的维度。可能的实验影响的建议有限流动性非平衡模型下的表面扩散偏置的真实界面生长进行了批判性的讨论。
1999-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Universality of (2+1)-dimensional restricted solid-on-solid models
广泛的动力学模拟的限制固体固体模型在$D=2+1$维已完成使用并行多表面算法实现的图形卡。数值证据表明,这些模型表现出KPZ表面生长缩放,无论步骤的高度$N$。我们发现,通过增加$N$的修正标度增加,从而更小的步长模型更好地描述渐近,长波标度行为。
2016-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cs.DC