弹性衬底上应变薄膜中纳米相自组装的三维无网格相场法模拟

固体表面通过固态相变自发形成纳米尺度稳定结构的现象已经被大量的实验结果所证实。自组装是一种"自下而上"制备纳米结构的有效途径。纳米结构的自组装机理及自组装纳米材料设计对纳米科学、微电子学、光电子学以及材料科学等学科都有重要的科学意义和工程应用价值。数值模拟是研究自组装机理、验证和发现自组装规律的重要手段。项目首次提出无网格相场法并将其应用于弹性衬底上单层膜、三维薄膜层状结构以及三维量子点的自组装过程模拟。重点研究衬底表面单层膜纳米相自组装过程中相分离、粗化、细化的驱动力和能量竞争机理，表面应力、薄膜应变能及衬底约束对自组装纳米结构的影响，自组装结构的特征尺寸以及结构稳定和转变的临界条件，三维岛自组装生长的成核机理，三维量子点自组装过程中溶质扩散、表面形貌演化和应变能的相互作用和耦合机制。本项目为跨学科的学术前沿，项目研究将为自组装机理研究提供新的研究方法，对其他相变问题也有重要的参考价值。