Fcc(110)面上薄膜三維生長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模擬研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來，人們對(duì)薄膜生長(zhǎng)過程的研究從實(shí)驗(yàn)到理論都做出了大量的工作。因?yàn)楸∧さ脑映叨鹊纳L(zhǎng)過程會(huì)影響薄膜的各種應(yīng)用性能，如光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性能及磁學(xué)性能等。實(shí)驗(yàn)上，可以利用STM和AFM等來觀察薄膜形成過程中原子的擴(kuò)散等行為;理論上，利用計(jì)算機(jī)模擬薄膜的微觀生長(zhǎng)過程也有著重要的意義。一方面，計(jì)算機(jī)模擬可以得到實(shí)驗(yàn)中無法觀察到的某些過程;另一方面，計(jì)算機(jī)模擬可以很方便的改變薄膜生長(zhǎng)過程中的各種參數(shù)如襯底溫度、沉積速率等。
　　本文建立

2、了一個(gè)基于動(dòng)力學(xué)蒙特卡洛(Kinetic Monte Carlo)方法的三維模型?；诪?00×300面心立方晶格，解釋了其晶格排布的各向異性，考慮粒子的沉積的“下漏模型”;在同層擴(kuò)散中，考慮自由原子擴(kuò)散及繞島的各向異性;在層間擴(kuò)散中，較詳細(xì)的考慮了自由原子沿臺(tái)階上、下躍的情形，其中包括其跨越臺(tái)階運(yùn)動(dòng)的各向異性及二次下躍;采用周期性邊界條件，模擬Fcc(110)面上的薄膜三維生長(zhǎng)過程。
　　利用該模型，研究了自由原子沿臺(tái)階上下躍概

3、率、覆蓋率、基底溫度、沉積速率對(duì)薄膜形貌及粗糙度的影響。模擬結(jié)果表明:隨著自由原子沿臺(tái)階上躍概率的增加，三維特征逐漸明顯，薄膜粗糙度迅速增加，隨后穩(wěn)定，隨基底溫度的升高和沉積速率減小，薄膜表面粗糙度逐漸變大;隨下躍概率增大，薄膜生長(zhǎng)由島狀生長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)層狀生長(zhǎng)模式;粒子沿臺(tái)階下躍時(shí)，隨沉積速率減小和基底溫度升高，薄膜表面粗糙度先增加后減小。覆蓋率增加時(shí)，三維條形島不斷長(zhǎng)大，粗糙度增加;隨著基底溫度的升高和沉積速率的降低，島形貌由分散逐