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文檔簡介
1、氧化鋅(ZnO)作為一種新型的直接寬禁帶氧化物半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)良的壓電、氣敏、壓敏等特性,而且原材料廉價(jià)豐富、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、抗輻射性強(qiáng)。因此,ZnO的諸多方面成為了研究的熱點(diǎn)。為了提高ZnO薄膜質(zhì)量,需要在原子水平上對薄膜生長中各種復(fù)雜的原子過程有較深入的理解。計(jì)算機(jī)模擬恰好提供了這樣一個(gè)有效的手段,可以幫助我們解決一些實(shí)驗(yàn)當(dāng)中無法實(shí)現(xiàn)的問題。
本文應(yīng)用勢模型為反應(yīng)力場的分子動(dòng)力學(xué)方法分別研究了ZnO薄膜(0
2、0(l))和(h00)表面的沉積過程,初步討論了襯底溫度(200K,500K,800K),入射原子沉積速率(150m/s,250m/s,350m/s)及氧環(huán)境變化(r(沉積O原子/沉積Zn原子)為10∶10,10∶9,10∶8)對沉積薄膜質(zhì)量的影響。得到的主要結(jié)論如下:
ZnO(00l)襯底表面上沉積過程的反應(yīng)力場方法研究發(fā)現(xiàn),襯底溫度為500K,沉積速率350m/s,r為10∶9時(shí)時(shí),沉積原子結(jié)構(gòu)徑向分布函數(shù)曲線特征峰尖銳、
3、明顯,有序度高,沉積形成的薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而又致密。
ZnO(h00)襯底表面上沉積過程的反應(yīng)力場方法研究表明,沉積速率350m/s,襯底溫度500K,r為10∶9時(shí),徑向分布函數(shù)曲線特征峰明顯,并與標(biāo)準(zhǔn)塊體ZnO徑向分布函數(shù)曲線特征峰相對應(yīng),薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,致密好。
在沉積過程中,隨著襯底溫度的升高,ZnO(00l)和(h00)面沉積系統(tǒng)內(nèi)的原子平均能量和平均勢能隨之增加。相同沉積條件下,ZnO(00l)形成的沉積薄膜呈
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