Atomistische Simulation der Selbstorganisation bei der Ionenstrahlerosion
Dr. K.-H. Heinig
Dr. M. Posselt
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf e.V.
Atomistische Computersimulationen der Selbstorganisation bei der Ionenerosion von Si und Ge sollen in P2 die dominiernden physikalischen Wirkprinzipien der Strukturbildung aufklären. Molekulardynamische Rechnungen auf der Picosekundenskala liefern eine Statistik einzelner Ioneneinschläge (Zerstäubungsrate, Interstitial- und Adatomerzeugung, Kraterbildung, …), welche als Eingangsdaten für kinetische Gitter-Monte-Carlo(KGMC)-Simulationen dienen könen. Mittels der KGMC-Simulationen werden auf der Sekundenskala Computerexperimente sowohl zu etablierten als auch zu neuen Modellvorstellungen durchgeführt. Mechanismen zur Verallgemeinerung der Kuramoto-Sivashinsky-Gleichungen, wie sie unter P1 aufgelistet sind, und zusätzliche Effekte wie z.B. Ioneneinschusskrater, werden mittels atomistischer Simulationen auf ihre Relevanz für die theoretische Beschreibung der beobachteten Strukturen geprüft. Bzgl. neuer Modellvorstellungen wird untersucht, in welchem Maße das ionenstrahlinduzierte viskose Fließen und der stationäre Nichtgleichgewichtszustand der Adatomerzeugung/-vernichtung (gestörte detaillierte Balance) zur Strukturbildung beitragen. Die atomistischen Computerexperimente erlauben einen direkten Vergleich mit den experimentellen Teilprojekten P3-P6. Mit P4 werden die Elementarprozesse der Defekterzeugung aufgeklärt, mit P3 und P5 werden die Kinetik der Strukturbildung untersucht sowie die theoretische Vorhersage der Strukturbildung ohne Zerstäubung durch langsame schwere Ionen geprüft, und mit P6 wird der Einfluß von Randbedingungen (Vorstrukturierung) auf die Strukturbildung untersucht.
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