逃逸诱导的时序相关噪声驱动的生长动力学交叉与普适类转变

《Nature Communications》：Escape-induced temporally correlated noise driven crossover in growth kinetics and universality class

　　

摘要

在远离平衡态的系统中，其普遍行为是由传输过程与噪声结构之间的相互作用所驱动的。Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）框架预测，若引入守恒电流或时间相关的噪声，将会产生不同的生长形态和普适性类别，但目前仍难以通过实验实现这一现象。在此，我们报告了在掺锑的MnBi₂Te₄表面进行的原子级分辨率的锡薄膜生长过程，发现两种截然不同的生长机制之间存在明显的动态转变点。生长初期遵循Villain-Lai-Das Sarma（VLDS）规律，形成二维岛屿和斯坦烯层；而当沉积时间超过某个临界值后，时间相关的噪声成为主导因素，促使α-锡团簇的形成，并进一步发展成多面体晶粒，同时还会出现多面体的β-锡结构。分子动力学模拟和俄歇电子能谱分析表明，吸附原子的逃逸是这种时间相关噪声的微观起源，从而为观察到的普适性转变提供了机制解释。这些研究结果表明，时间噪声相关性能够从根本上改变生长界面的普适性类别，实现了原子级动力学与宏观普适行为的关联。