晶体生长初步 成核、晶体生长和外延基础 第2版PDF电子书下载

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