표면물리에서의 탄성의 영향(Elastic effects on surface physics)

전문가 제언

□ 최근 표면 물리에서 응력과 변형의 중요성이 현저히 인식되어지고 있다. 이것은 표면 물리에서 응력의 영향을 더 이해할 수 있는 이론적인 그리고 수치 계산적이고 실험적인 활동들에 의하여 이루어졌다. 응력 표면의 열역학적 물성치가 규명되고 원자론적 모델을 기반으로 표면 응력과 변형의 수치 계산 분야에서 큰 진보가 이루어졌다.

□ 거칠어짐 온도, 인접 표면은 주로 단일 높이로 분리되는 테라스(계단식 단)로 구성되어 있다. 단의 모서리에 속하는 원자들은 중앙부 아래에 있는 등가 원자와는 다른 인접수를 갖는다. 깨짐 결합으로 인하여 단은 표면과 중앙부에서 그 단으로부터 전파되는 격자의 비틀림을 초래하게 된다. 하부 기질에서 단에 의해 야기된 변형장은 다른 단에 의해 기인된 변형장에 더해진다. 이런 단들 사이에서 탄성적 상호작용은 인접면 물성치의 일치된 묘사에 대단히 중요하다.

□ 단에 의해 일어나는 탄성장(elastic field)을 계산하는 일반적인 접근방법은 단의 모서리에 걸리는 국소적인 힘의 항으로 단을 나타내거나, 반-무한 결정에 작용하는 점 하중 개념으로 아래에 있는 결정에 작용하는 힘을 모델링하거나, 변형장과 응집된 탄성에너지를 계산하는 Green 함수를 사용하는 방법이 있다. Marchenko와 Parshin이 시작한 고전적인 접근방법은 반-무한 매개체에서 점 결함의 탄성적 상호작용에 대한 Lau와 Kohn 그리고 Maradudin과 Wallis의 작업을 기반으로 하였다. 탄성 계산을 수작업으로 할 때와 실험 또는 시뮬레이션 결과와의 차이는 주로 이 고전적 접근방식의 타당성에 의해 확인을 받는다.

□ 몸체의 안정된 형태는 표면 자유에너지를 최소화하여 그것의 전체 자유 에너지를 최소화하는 방향으로 결정된다. Mullin은 표면 에너지도 마찬가지로 전체 물질의 화학적 포텐셜이 평형을 이루었을 때까지 높은 곡률 영역으로부터 낮은 곡률 영역으로 질량 이동을 일으킨다는 것을 보여주었다.

□ 탄성체가 응력하에 있다면 다른 메커니즘이 포함된다. 변형 에너지는 높은 변형 영역에서 낮은 변형 에너지 영역으로 질량 이동을 일으켜 응력을 받는 몸체의 F-면을 재구성할 것이다. 명백하게 응력을 받는 몸체에 대해서 탄성 에너지 이완에 기반한 이 메커니즘과 표면 자유에너지에 기반한 Mullin 메커니즘은 서로 경쟁하고 있다.

□ ATG 불안정성의 최초 명확한 실험적 증거는 Berrehar과 Mablbar그룹에 의해 보고되었다. 응력을 받을 때에 그 물체의 표면은 약한 파동을 나타낸다. 그러면 변형 교란에 의해 제어되는 강한 확산 흐름이 일어나고, 일반적인 거시적 파동이 일어난다. 이러한 변형으로 인한 파동은 고분자 물질에서 그 증거를 찾을 수 있고 최근에는 성장되는 반도체에서 찾을 수 있다.

저자

Muller, P; Saul, A

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

54(5-8)

잡지명

SURFACE SCIENCE REPORTS

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

157~258

분석자

임*생

분석물

• 표면물리에서의 탄성의 영향.pdf [308,165 byte]

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