补充资料：表面粗糙化

表面粗糙化
surface roughening

　　表面粗糙化surfaee ro眼hening在一定温度以上晶体表面由原子尺度上的光滑平面向粗糙表面转变的现象。晶体表面的粗糙化在宏观上表现为晶体平衡外形中对应奇异取向的光滑面的消失，在微观上可用台阶自由能变为零和表面厚度的无限增大来描述。 在低温下，奇异面是原子尺度光滑的。表面上所有原子有序排列，没有自吸附原子或空位。在足够高温下，有的原子跳迁到表面上面一层，形成自吸附原子，并在原表面内留下空位。更高温度下，自吸附原子连成平台，空位连成空缺，甚至在大平台上有小平台，大空缺下有小空缺，形成多层的表面缺陷结构，即粗糙表面。用蒙特一卡洛方法计算机模拟得到简单立方结构(001)表面随温度升高而变化的形貌如图所示。 参量衡量表面粗糙化的参量有下列几种: ①表面位置涨落 、尹 11 了r、、l丁蚀<(编一<编>)’>二有限值(光滑表面)=co(粗糙化后)式中扬。为表面某定点(取为原点)上的高度，A为表面积，<>表示对表面组态平衡分布的统计平均值。 ②高度相关函数 G(r)=<(h。一瓜l)“>(2)h。、瓜‘分别表示表面上坐标为(l’，;’)和(k.l)两点的高度，r为两点间距。当r一co，光滑表面的G(r)~2<(扬。一)2>，而粗糙化后G(r)~co。 ③相关长度睿，即两点间相关程度衰减的有效距离 ，n(<‘“。一“，’>一2<(俪一‘煽>，2>卜一含‘3，光滑表面睿为有限值，粗糙化后睿寸co ④表面厚度 W=〔G(R)〕‘，2(4)R是表面上相距最远的两点距离。W在粗糙化后也趋于无穷大。 理论研究表面粗糙化是首先从理论上提出的。1951年伯顿等人应用二维伊辛模型最先预言了这一转变。指出处于与蒸气、熔体或溶液平衡的晶体，在某个转变温度下其奇异面由光滑变为粗糙。杰克森应用三维晶格气体模型和单层平均场近似推导出简单立方结构{001}面的表面自由能 :一斋-一(卜x)+与xlnx+(卜x)In(卜x)](5) 乙a‘a一a-式中(一￡:)和(一。2)分别为与平面平行方向和垂直方向上相邻原子间的键能，a为原子间距，x为表面上一层中自吸附原子所占有坐位的分数，k为玻耳兹曼常数，T为热力学温度。在平衡态，x的取值应使y取极小值。分析7对x的关系可知，低温下(。1/kT>2)下极小值对应x二0和x、1，即只含极少数自吸附原子的光滑突变表面为稳定的;高温下(。

说明：补充资料仅用于学习参考，请勿用于其它任何用途。