Epitaksiyel Olarak Gerilmiş İzotropik İnce Filmlerde Elastik Etkileşim Nedenli Morfolojik Değişimin Doğrusal Kararlılık ve Sayısal Analizi

Authors : Aytaç Çelik

Pages : 21-33

Doi:10.53501/rteufemud.1088954

View : 16 | Download : 8

Publication Date : 2022-06-30

Article Type : Research

Abstract :Bu sistematik sayısal analiz çalışmasında ince film yüzeyinin kararlılığı, elastik dipol etkileri de göz önünde bulunduran matematiksel model ile farklı çeki kuvvetleri altında kararlılığı incelenmiştir. Bu modelde yüzey difüzyonuna gerilmenin etkisi birinci ve ikinci dereceden iki terim ile ifade edilmektedir. İnce film yüzeyinin sinüs dalgası şekillinde olduğu varsayılmış ve bu dalga yapısının yüzeydeki gerilme nedenli difüzyon ile sönümlenme veya büyüme dinamikleri incelenerek kararlılığı test edilmiştir. Elastik dipol etkileşimlerin basma ve çekme gerilmeleri altında farklı yüzey dinamiklerine sebep olduğu, bu farkın kritik basma gerilmesi (σ>100 MPa) üzerindeki basma gerilmesi durumunda çatlak benzeri yapıların oluşmasına neden olduğu gösterilmiştir. Çekme gerilmesine maruz kalan yüzeydeki dalgalı yapının sönümlendiği gözlemlenmiştir. Çatlak yapıların oluşumu sonrası yüzey kinetiği doğrusal kararlılık analizlerinden uzaklaşmaktadır. Uygulanan gerilmeye göre 3 farklı davranış saptanmıştır. Bunlar; sönümlenmenin gerçekleştiği (Ξ >0) çekme kuvveti uygulanan bölge, düşük basma kuvveti (-1,12>Ξ > 0) uygulanan yüzeyin karalı olduğu bölge ve çatlak benzeri oluşumların gözlemlendiği yüksek basma gerilmesinin (Ξ<-1,12) uygulandığı bölgedir. Yapılan simülasyonlarda, çatlak oluşumu sürecinde, çatlak bölgeden difüzyon ile kaçan maddenin tepelerde birikerek yeni tepeler oluşturduğu gözlemlenmiştir. 
Keywords : İnce film, Difüzyon, Elastik etkileşimler, Uyumsuzluk gerilmesi