Surface currents and slope selection in crystal growth

Paolo Politi

doi:10.1016/j.crhy.2006.03.009

Physics/Surfaces, interfaces, films

Surface currents and slope selection in crystal growth
[Courants de surface et sélection de la pente en croissance cristalline]

Présenté par : Jacques Villain

Paolo Politi ¹

¹ Istituto dei Sistemi Complessi, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy

Comptes Rendus. Physique, High power fiber lasers and amplifiers, Volume 7 (2006) no. 2, pp. 272-277.

Résumé
Abstract

La croissance épitaxiale d'une surface cristalline peut être caractérisée par un courant de surface J, dont la partie j qui dépend de la pente est étudiée. Celle-ci est proportionnelle à $δ = p_{+} - p_{-}$ , où $p_{\pm}$ sont les probabilités qu'un atome déposé sur une terrasse se colle à la marche montante ( $p_{+}$ ) ou descendante ( $p_{-}$ ). Si la probabilité spatiale d'atterrissage est uniforme, le courant est aussi proportionnel à la distance moyenne (avec signe) parcourue par chaque atome. Le phénomène de la sélection de la pente est déterminé par la condition $δ = 0$ . Les résultats ainsi obtenus sont appliqués aux cas barrière de marche plus downward funnelling et barrière de marche plus braquage (steering). Dans le cas général, le courant j ne peut pas être considéré comme la somme de contributions séparés dues aux différents mécanismes.

We face the problem of determining the slope dependent current during the epitaxial growth process of a crystal surface. This current is proportional to $δ = p_{+} - p_{-}$ , where $p_{\pm}$ are the probabilities for an atom landing on a terrace to attach to the ascending ( $p_{+}$ ) or descending $(p_{-})$ step. If the landing probability is spatially uniform, the current is proved to be proportional to the average (signed) distance traveled by an adatom before incorporation in the growing surface. The phenomenon of slope selection is determined by the vanishing of the asymmetry δ. We apply our results to the case of atoms feeling step edge barriers and downward funnelling, or step edge barriers and steering. In the general case, it is not correct to consider the slope dependent current j as a sum of separate contributions due to different mechanisms.

Reçu le : 2006-01-30
Accepté le : 2006-03-14
Publié le : 2006-03-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2006.03.009

Keywords: Crystal growth, Surface current, Diffusion
Mots-clés : Croissance cristalline, Courant de surface, Diffusion

Affiliations des auteurs :

Paolo Politi ¹

¹ Istituto dei Sistemi Complessi, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy

@article{CRPHYS_2006__7_2_272_0,
     author = {Paolo Politi},
     title = {Surface currents and slope selection in crystal growth},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {272--277},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {7},
     number = {2},
     year = {2006},
     doi = {10.1016/j.crhy.2006.03.009},
     language = {en},
}

TY  - JOUR
AU  - Paolo Politi
TI  - Surface currents and slope selection in crystal growth
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2006
SP  - 272
EP  - 277
VL  - 7
IS  - 2
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crhy.2006.03.009
LA  - en
ID  - CRPHYS_2006__7_2_272_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Paolo Politi
%T Surface currents and slope selection in crystal growth
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2006
%P 272-277
%V 7
%N 2
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crhy.2006.03.009
%G en
%F CRPHYS_2006__7_2_272_0

Paolo Politi. Surface currents and slope selection in crystal growth. Comptes Rendus. Physique, High power fiber lasers and amplifiers, Volume 7 (2006) no. 2, pp. 272-277. doi : 10.1016/j.crhy.2006.03.009. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2006.03.009/

Bibliographie
Cité par

[1] J. Villain; A. Pimpinelli Physics of Crystal Growth, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1998

[2] P. Politi; G. Grenet; A. Marty; A. Ponchet; J. Villain Phys. Rep., 324 (2000), p. 271

[3] T. Michely; J. Krug Islands, Mounds and Atoms: Patterns and Processes in Crystal Growth Far from Equilibrium, Springer-Verlag, Berlin, 2004

[4] J.A. Stroscio; et al.; J.-K. Zuo; J.F. Wendelken; K.J. Caspersen; et al.; L. Kilian et al. Surf. Sci., 75 (1995), p. 4246

[5] J. Villain J. Phys. I (France), 1 (1991), p. 19

[6] I. Elkinani; J. Villain J. Phys. I (France), 4 (1994), p. 949

[7] P. Politi; J. Villain Phys. Rev. B, 54 (1996), p. 5114

[8] J. Krug J. Stat. Phys., 87 (1997), p. 505

[9] W. E; N.K. Yip J. Stat. Phys., 104 (2001), p. 221

[10] J. Krug; M. Plischke; M. Siegert Phys. Rev. Lett., 70 (1993), p. 3271

[11] J.G. Amar; F. Family Phys. Rev. B, 54 (1996), p. 14071

[12] M. Li; J.W. Evans Phys. Rev. Lett., 95 (2005), p. 256101

[13] M. Li; J.W. Evans; M. Li; J.W. Evans Phys. Rev. B, 96 (2006), p. 079902 (Erratum)

[14] S. van Dijken; L.C. Jorritsma; B. Poelsema Phys. Rev. Lett., 82 (1999), p. 4038

[15] V. Borovikov; J.G. Amar Phys. Rev. B, 72 (2005), p. 085460

[16] P. Politi; J. Villain Surface Diffusion: Atomistic and Collective Processes (M.C. Tringides, ed.), Plenum Press, New York, 1997, p. 177

[17] S. Paulin; F. Gillet; O. Pierre-Louis; C. Misbah Phys. Rev. Lett., 86 (2001), p. 5538

Ian Johnson; Christian Ratsch; Frederic Gibou; Dionisios Margetis Slope selection in unstable multilayer growth in 1+1 dimensions: Step flow models with downward funneling, Physical Review E, Volume 100 (2019) no. 5 | DOI:10.1103/physreve.100.052802

Cité par 1 document. Sources : Crossref

Commentaires - Politique

Il n'y a aucun commentaire pour cet article. Soyez le premier à écrire un commentaire !

Publier un nouveau commentaire:

Publier une nouvelle réponse: