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Zwei-Skalen-Modellierung von Adsorptionsprozessen an strukturierten Oberflächen

Radke De Cuba, M.; Emmerich, H.; Gemming, S.
Eine Kombination aus einem kontinuumstheoretischen Phasenfeld-Ansatz fuer das Burton-Cabrera-Frank-Modell und einem teilchenbasierten Metropolis-Monte-Carlo-Verfahren erlaubt es, die Bedeckung strukturierter Oberflaechen mit Teilchen (Molekuelen) und die zeitliche Evolution der Bedeckung bzw. der Oberflaechenkonzentration in Abhaengigkeit von der Temperatur zu studieren. Phasenfeldschritte zur zeitlichen Entwicklung der Oberflaechenstruktur und Monte-Carlo-Schritte zur Ausbildung und zum Reifen von Clustern werden abwechselnd ausgefuehrt. Die Grundgroessen der BCF-Theorie (Teilchen-Fluss, Desorption, Diffusion) werden als Randbedingungen in die Monte-Carlo-Schritte uebernommen. Da die Wechselwirkung der Monte-Carlo-Teilchen untereinander, mit der Oberflaeche und speziell mit Stufenkanten (Schwoebel-Barriere) kurzreichweitig ist, koennen auch umgekehrt die lokalen Konzentrationen und Phasenfeld-Werte aus der MC-Teilchen-Verteilung berechnet werden. Eine systematische Variation der Wechselwirkungsparameter ermoeglichte es, neben den Kontinuums- und Teilchen-dominierten Regimes auch Strukturbildungen zu simulieren, die erst durch das Zusammenwirken beider Ansaetze moeglich sind.
Keywords: hybrid scheme, phase-field, Monte-Carlo, surfaces, adsorption

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Publ.-Id: 9188