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第一章 晶体-环境相平衡1

1.1无限大相的平衡1

1.2过饱和3

1.3有限相的平衡6

1.3.1拉普拉斯方程7

1.3.2汤姆森-吉布斯方程8

1.4晶体平衡形状10

1.4.1吉布斯-居里-武尔夫定理12

1.4.1.1三维媒质中的晶体12

1.4.1.2表面上的晶体13

1.4.2表面能的极坐标图15

1.4.3赫灵公式17

1.4.4晶体表面的稳定性23

1.5晶体生长的原子论观点27

1.5.1拥有环境相的无限大晶体的平衡——半晶体位置的概念27

1.5.2平衡有限晶体-环境相——平均分离功的概念30

1.5.3平衡二维晶体-环境相31

1.5.4晶体的平衡形状——原子论方法32

1.5.5二维晶体在异质衬底上的平衡蒸气压34

1.6晶体表面的平衡结构34

1.6.1晶体表面的分类34

1.6.2一个台阶的平衡结构37

1.6.3F面的平衡结构41

1.6.3.1Jackson模型43

1.6.3.2Temkin模型45

1.6.3.3Fisher和Weeks标准49

1.6.4动力学粗糙53

第二章 成核55

2.1热力学55

2.1.1核的同质形成57

2.1.2三维核的异质形成60

2.1.3弹性应变的三维核的异质形成65

2.1.4二维核的形成69

2.1.5在异质衬底上成核的模式72

2.2成核率74

2.2.1一般表述75

2.2.2平衡态77

2.2.3稳态成核率79

2.2.4液体从气相的成核82

2.2.5统计贡献83

2.2.6从溶液和熔融物的成核84

2.2.7异质成核率88

2.2.8二维成核速率90

2.2.8.1从气体开始的二维成核率90

2.2.8.2从溶液开始的二维成核率90

2.2.8.3熔融物中的二维成核率91

2.2.9成核的原子理论92

2.2.9.1平衡态93

2.2.9.2稳态成核率96

2.2.10非稳态成核102

2.2.11大量结晶及饱和核密度110

2.2.12Ostwald的台阶法则121

第三章 晶体生长127

3.1粗糙晶体面的垂直生长128

3.2平坦表面的层状生长133

3.2.1台阶推进速率135

3.2.1.1从气相的生长135

3.2.1.2从溶液的生长146

3.2.1.3从熔融物的生长151

3.2.2F面的螺旋生长152

3.2.2.1生长螺旋的形状153

3.2.2.2从气相的生长158

3.2.2.3溶液中的生长162

3.2.2.4从熔融物的生长164

3.2.3从二维成核中的生长164

3.2.3.1成核和台阶推进的恒定速率165

3.2.3.2依赖于时间的成核率及台阶推进速率171

3.2.4表面各向异性的影响——Si（001）邻位面的生长185

3.2.4.1二聚体结构187

3.2.4.2台阶的结构和能量188

3.2.4.3邻位Si（100）表面的基态194

3.2.4.4表面扩散系数的各向异性197

3.2.4.5一维成核理论198

3.2.4.6通过一维成核的台阶推进速率203

3.2.4.7通过台阶流动的Si（001）邻位面的生长204

3.2.5Ehrlich-Schwoebel势垒和它的后果206

3.2.5.1Ehrlich-Schwoebel对于台阶流动的作用211

3.2.5.2对于二维成核的Ehrlich-Schwoebel作用215

3.3晶体生长的动力学理论223

3.4晶体生长中的一个经典实验233

第四章 外延生长247

4.1基本概念和定义247

4.2外延界面的结构和能量253

4.2.1边界区域253

4.2.2外延界面的模型254

4.2.3失配位错256

4.2.4薄覆盖层的Frank-van der Merwe模型258

4.2.4.1原子间电势259

4.2.4.2界面相互作用262

4.2.4.3外延界面的一维模型263

4.2.4.4Frank和van der Merwe的二维模型276

4.2.4.5二维和一维模型的比较282

4.2.4.6对于增厚的覆盖层应用一维模型283

4.2.5拥有非胡克原子间力的一维模型285

4.2.6厚的附生的van de Merwe模型291

4.2.7增厚附生层297

4.2.8Volterra方法301

4.3生长外延薄膜的机制304

4.3.1生长模式的分类304

4.3.2实验证据309

4.3.2.1金属在绝缘体上309

4.3.2.2金属在金属上309

4.3.2.3金属在半导体上310

4.3.2.4半导体在半导体上311

4.3.3一般趋势313

4.3.4外延的热力学314

4.3.4.1润湿和团簇314

4.3.4.2对于失配晶体的杜普雷关系317

4.3.4.3化学势随厚度的变化319

4.3.4.4生长模式的热力学判据326

4.3.5外延薄膜生长的动力学327

4.3.5.1二维-三维转换机制327

4.3.5.2二维-三维转变的动力学330

4.3.5.3二维-三维转变的临界温度334

4.3.5.4交叉影线图案339

4.3.6外延生长中的表面活性剂340

4.3.6.1热力学探讨340

4.3.6.2动力学344

参考文献359

索引381

译者后记385