超薄薄膜各向異性生長(zhǎng)的KMC模擬.pdf

1、薄膜生長(zhǎng)初期沉積原子的凝聚行為研究對(duì)薄膜的物理特性以及元器件的研制都具有十分重要的意義。在薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程中，各向異性性質(zhì)普遍存在，如基底表面結(jié)構(gòu)的各向異性、沉積原子擴(kuò)散的各向異性、擴(kuò)散原子與島之間反應(yīng)的各向異性等等。這些各向異性性質(zhì)對(duì)薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程、薄膜生長(zhǎng)各階段的形貌、薄膜的各種物理特性等都會(huì)產(chǎn)生極為重要的影響。
　　 本文針對(duì)薄膜生長(zhǎng)中基底表面原子結(jié)構(gòu)的各向異性性質(zhì)（第二章），用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅(KMC)模擬方法較為系統(tǒng)地研究

2、了非均勻基底（包括非均勻四角底和非均勻三角底）表面薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程，著重研究了基底原子結(jié)構(gòu)的非均勻性以及由此產(chǎn)生的表面能量分布的各向異性對(duì)團(tuán)簇形成和薄膜生長(zhǎng)形態(tài)的影響；模擬研究了有臺(tái)階基底表面上原子的擴(kuò)散、薄膜的生長(zhǎng)以及“臺(tái)階流動(dòng)”生長(zhǎng)模式的形成。模擬結(jié)果較好的解釋了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
　　 針對(duì)薄膜生長(zhǎng)時(shí)原子擴(kuò)散的各向異性性質(zhì)（第三章），我們采用實(shí)際的原子生長(zhǎng)模型和物理參數(shù)，在六角基底表面，模擬了原子的各向異性擴(kuò)散規(guī)律和薄膜各向異性

3、生長(zhǎng)的微觀過(guò)程；綜合考慮了電解溶液中離子濃度、離子相遇時(shí)的反應(yīng)概率及離子定向漂移概率等因素，模擬電化學(xué)沉積薄膜的形成過(guò)程及相關(guān)物理化學(xué)參數(shù)對(duì)薄膜形成的影響；模擬在外加磁場(chǎng)作用下原子擴(kuò)散和薄膜生長(zhǎng)過(guò)程，得到了不同于傳統(tǒng)DLA生長(zhǎng)的枝晶狀生長(zhǎng)圖形，從而揭示在外場(chǎng)作用下薄膜的各向異性生長(zhǎng)規(guī)律。模擬結(jié)果與有關(guān)實(shí)驗(yàn)相一致。
　　 針對(duì)薄膜生長(zhǎng)時(shí)原子之間或原子與島之間反應(yīng)的各向異性性質(zhì)（第四章），我們模擬研究了各向異性金屬基底和再構(gòu)半導(dǎo)體基