准自由支撑铝薄膜中有序表面结构的自组织生长!-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 (, ! $( ! ， ， ， JK2 )(, IK ) ! L:9KM;N $( （ ） !.$?@$(@(, ! @,’*%.% ABCA DEFGHBA GHIHBA !$( BO1= ) DO6P ) GK: ) 准自由支撑铝薄膜中有序表面结构的自组织生长! ）） ）） 张永炬! # 余森江$ !）（台州学院物理系，浙江 临海 !% ） $ ）（中国计量学院物理系，杭州 !!’） ）（浙江大学物理系，杭州 !$% ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） $( $ $ $( $ $’ 利用真空热蒸发方法在液体基底表面成功制备出具有自由支撑边界条件的金属铝薄膜系统，研究了薄膜中自 发形成的自边界向内部区域逐渐生长而呈带状分布的有序表面结构 该有序结构的形成与薄膜厚度、沉积速率和 ) 真空环境中的生长时间等实验参数密切相关，其形成过程可用一个三阶段生长模型来描述) 实验证明此类有序结 构是在薄膜内应力作用下，铝原子及原子团簇在液体表面自由扩散凝聚所致) 进一步的理论研究表明：基于特征 的边界条件和固液相互作用，该自由支撑铝薄膜系统中包含了丰富的正弦形内应力分布，各种具有不同振幅和频 率的正弦形内应力的合成可形成矩形状畴块和带状有序结构) 关键词：液体基底，铝薄膜，自组织生长，有序结构 ： ， !## %*+ *’(( 则图案：由许多相互平行的矩形状畴块紧密排列而 ［ ］ ! 引 言 成的带状有序结构!! ) 实验证实此类有序结构与铁 原子（或原子团簇）之间的磁相互作用无关，而是由 很早以前，人们就发现相对简单的系统可以自 薄膜中存在的内应力引起的) 随后的实验发现，沉 发产生非常复杂而规则的结构 由于此类结构蕴含 积在硅油基底表面的铝和金薄膜中也存在类似的带 ) ［ ］ !$ 着丰富的物理机理，并可广泛应用于实际的生产生 状有序结构 ，说明此类有序结构的形成不是由具 活，所以简单系统中形成的复杂结构引起了人们极 体的薄膜材料决定，而与金属薄膜生长在液体表