Verification of one-dimensional models describing anisotropy of step growth

• Autorzy: Izdebski M. , Ledzion R.

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja jednowymiarowych modeli opisujących anizotropię stopnia wzrostu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Models that allow to obtain directional dependencies of normal velocity of a straight step on the (001) face of Kossel crystal and its edge free energy are reviewed. The dependencies were considered in a wide range of crystal growth conditions, which showed some significant discrepancies between the models and limitations in the scope of their applicability. The results presented concern on one-dimensional kinetic and thermodynamic models of a single step.

PL

Dokonano przeglądu modeli znanych z literatury, które umożliwiają otrzymanie kierunkowych zależności prędkości normalnej prostoliniowego stopnia wzrostu na ścianie (001) kryształu Kossela oraz jego krawędziowej energii swobodnej. Zależności zostały rozważone w szerokim zakresie warunków wzrostu kryształu, co umożliwiło ukazanie niezgodności pomiędzy modelami oraz ograniczeń w zakresie ich stosowalności. Przedstawione wyniki koncentrują się na jednowymiarowych kinetycznych i termodynamicznych modelach pojedynczego stopnia wzrostu.

Słowa kluczowe

EN

step growth; Burton Cabrera Frank theory; Monte Carlo simulation of crystal growth

PL

stopień wzrostu; teoria Burtona Cabrery Franka; symulacja Monte Carlo; wzrost kryształów

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 38
• Strony: 11--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr.

Twórcy

autor

Izdebski M.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland, e-mail:

autor

Ledzion R.

• Institute of Physics, Lodz University of Technology, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Poland, e-mail:

Bibliografia

• [1] Frank F.C. 1949. The influence of dislocations on crystal growth. Disc. Faraday Soc. 5: 48-54.
• [2] Burton W.K., Cabrera N., Frank F.C. 1951. The growth of crystals and the equilibrium structure of their surfaces. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 243: 299-358.
• [3] Voronkov V.V. 1968. Non-equilibrium structure of an elementary step. Soviet Phys. Crystallogr. 13: 13-28.
• [4] Temkin D.E. 1969. The structure and kinetics of advance of a monomolecular step on a crystalline surface. Soviet Phys. Crystallogr. 14: 179-185.
• [5] Pfeifer H. 1981. Anisotropy of step motion. Phys. stat. sol. (a) 66: 165-173.
• [6] Esin V.O., Tarabaev L.P. 1980. Kinetics of growth of a monoatomic layer on a crystalline surface (in Russian). Kristallografiya 25: 357-364.
• [7] van Veenendaal E., van Hoof P.J.C.M, van Suchtelen J., van Enckevort W.J.P., Bennema P. 1998. Kinetic roughening of the Kossel (100) surface: comparison of classical criteria with Monte Carlo results. Surface Science 417: 121-138.
• [8] van Veenendaal E., van Hoof P.J.C.M, van Suchtelen J., van Enckevort W.J.P., Bennema P. 1999. Kinetic roughening of the Kossel (100) surface. J. Cryst. Growth 198/199: 22-26.
• [9] Cuppen H.M., van Veenendaal E., van Suchtelen J., van Enckevort W.J.P., Vlieg E. 2000. A Monte Carlo study of dislocation growth and etching of crystals. J. Cryst. Growth 219: 165-175.
• [10] Schulze T.P., Kohn. R.V. 1999. A geometric model for coarsening during spiralmode growth of thin films. Physica D 132: 520-542.
• [11] Smereka P. 2000. Spiral crystal growth. Physica D 138: 282-301.
• [12] Forcadel N., Imbert C., Monneau R. 2012. Uniqueness and existence of spirals moving by forced mean curvature motion. Interfaces Free Bound. 14: 365-400.
• [13] Forcadel N., Imbert C., Monneau R. 2015. Steady state and long time convergence of spirals moving by forced mean curvature motion. Commun. Part. Diff. Eq. 40: 1137-1181.
• [14] Ohtsuka T., Tsai Y.-H. R., Giga Y. 2015. A level set approach reflecting sheet structure with single auxiliary function for evolving spirals on crystal surfaces. J. Sci. Comput. 62: 831-874.
• [15] Müller-Krumbhaar H., Burkhardt T.W., Kroll D.M. 1977. A generalized kinetic equation for crystal growth. J. Cryst. Growth 38: 13-22.
• [16] Jackson K.A. 1958. Mechanism of growth, in: Liquid metals and solidification (Ed. Moddin M.), 174-186. Cleveland: Am. Soc. for Metals.
• [17] Bennema P. 1992. Growth forms of crystals: possible implications for powder technology. KONA Powder and Particle 10: 25-40.
• [18] Bennema P., Gilmer G.H. 1973. Kinetics of crystal growth, in: Crystal growth: an introduction (Ed. Hartman P.), 263-327. Amsterdam: North-Holland Publ.
• [19] Gilmer G.H., Bennema P. 1972. Simulation of crystal growth with surface diffusion. J. Appl. Phys. 43: 1347-1360.
• [20] Gilmer G.H., Bennema P. 1972. Computer simulation of crystal surface structure and growth kinetics. J. Cryst. Growth 13/14: 148-153.
• [21] Rak M., Izdebski M., Brozi A. 2001. Kinetic Monte Carlo study of crystal growth from solution. Comput. Phys. Commun. 138: 250-263.
• [22] van der Eerden J.P. 1993. In: Handbook of Crystal Growth (Ed. Hurle D.T.J.), Vol. la, North-Holland, Amsterdam, p. 307.
• [23] Binsbergen F.L. 1970. A revision of some concepts in nucleation theory. Kolloid Z. Z. Polym. 237: 289-297.
• [24] Binsbergen F.L. 1972. Computer simulation of nucleation and crystal growth. J. Cryst. Growth 16: 249-258.
• [25] Bennema P. 1984. Spiral growth and surface roughening: developments since Burton, Cabrera and Frank. J. Cryst. Growth 69: 182-197.
• [26] Załuska-Kotur M.A., Krzyżewski F., Krukowski S. 2011. Double step structure and meandering due to the many body interaction at GaN(0001) surface in N-rich conditions. J. Appl. Phys. 109: 023515-1-023515-9.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).