Surface energy anisotropy for the low-index crystal surfaces of the textured polycrystalline BCC tungsten: experimental and theoretical analysis

Abstract

Summarizing the experimental and theoretical trends observed on the changes in surface microstructure and topography resulting from surface energy anisotropy for the low-index crystal surfaces of the polycrystalline bcc tungsten under sputtering is done. A brief summary of the most closely related work is included. The experimental results have been discussed in the framework of the various theoretical methods. Emphasis was placed on the problems which are existing up to now. It is shown that the absence of a common trend in the ordering of the (100), (110), and (111) surface energies amongst the various theoretical models is a problem yet to be satisfactorily discussed. It is shown experimentally that for polycrystalline textured tungsten (bcc metal), the order of the three low-index surface energies is γ(111) > γ(100) > γ(110).

Проведено комплексний експериментальний та теоретичний аналізи закономірностей у зміненні мікроструктури і топографії низькоіндексних кристалографічних плоскостей полікристалічного ОЦК-вольфраму під впливом розпилення та пов’язаних з анізотропією його поверхневої енергії. Приведено короткий огляд найбільш близьких за тематикою робіт. Експериментальні результати обговорюються у рамках різноманітних теоретичних підходів. Акцент зроблено на проблемах, які не вирішені на цей час. Показано, що різноманітні сучасні теоретичні підходи дають різні значення поверхневої енергії для площин (100), (110) та (111) навіть за порядком порівняння, та ця проблема на цей час не має задовільного рішення. Експериментально показано, що для полікристалічного текстурованого вольфраму (ОЦК-метал) поверхневі енергії для трьох низькоіндексних площін мають такий порядок порівняння: γ(111) > γ(100) > γ(110).

Проведены комплексный экспериментальный и теоретический анализы закономерностей в изменении микроструктуры и топографии низкоиндексных кристаллографических плоскостей поликристаллического ОЦК-вольфрама под влиянием распыления и связанных с анизотропией его поверхностной энергии. Приведен краткий обзор наиболее близких по теме работ. Экспериментальные результаты обсуждаются в рамках различных теоретических подходов. Акцент сделан на проблемах, нерешенных к настоящему времени. Показано, что различные современные теоретические подходы дают разные значения поверхностных энергий для плоскостей (100), (110) и (111) даже по порядку сравнения, и эта проблема на сегодняшний день не имеет удовлетворительного решения. Экспериментально показано, что для поликристаллического текстурированного вольфрама (ОЦК-металл) поверхностные энергии для трех низкоиндексных плоскостей имеют следующий порядок сравнения: γ(111) > γ(100) > γ(110).