MgO（010）表面上同質(zhì)外延生長(zhǎng)機(jī)制的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微電子領(lǐng)域的高速發(fā)展，金屬氧化物的層狀外延生長(zhǎng)在先進(jìn)材料的研發(fā)領(lǐng)域引起了非常廣泛的關(guān)注，諸如高溫超導(dǎo)氧化物薄膜、受載的金屬氧化物催化劑等，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。為了提高薄膜質(zhì)量，人們總是通過(guò)調(diào)整制膜工藝條件來(lái)控制成膜的微觀過(guò)程，以盡快地探索出成膜的最佳工藝條件，這就需要從原子水平上對(duì)薄膜生長(zhǎng)中各種復(fù)雜的原子過(guò)程有較深入的理解。而計(jì)算機(jī)模擬恰好提供了這樣一個(gè)有效的手段，幫助我們解決一些實(shí)驗(yàn)當(dāng)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。 本論文

2、應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法和計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)模擬觀察了MgO(010)表面的同質(zhì)外延生長(zhǎng)過(guò)程。首先，我們研究計(jì)算了在MgO襯底上單個(gè)和多個(gè)MgO納米團(tuán)簇在升溫過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化，并通過(guò)計(jì)算對(duì)分布函數(shù)以及徑向分布函數(shù)曲線來(lái)描述體系在升溫過(guò)程中團(tuán)簇及襯底結(jié)構(gòu)的變化，研究發(fā)現(xiàn)：隨著系統(tǒng)溫度的升高，無(wú)論是單團(tuán)簇還是多團(tuán)簇都有從三維向二維生長(zhǎng)的趨勢(shì)，且團(tuán)簇結(jié)構(gòu)向襯底表層致密生長(zhǎng)，接近襯底區(qū)域的團(tuán)簇原子數(shù)目明顯較多，并保持有一定的MgO結(jié)構(gòu)，然而多團(tuán)簇沒有單團(tuán)

3、簇的二維生長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。 其次，模擬研究了MgO分子在MgO(010)襯底上的沉積過(guò)程，即MgO分子攜帶一定的能量并且按一定的時(shí)間間隔逐個(gè)沉積在MgO(010)表面上。通過(guò)對(duì)載能MgO分子沉積行為的研究發(fā)現(xiàn)：薄膜的沉積質(zhì)量與襯底溫度、入射分子能量及入射角等因素密切相關(guān)。隨著襯底溫度的升高，原子在薄膜表面的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，外延程度隨之提高，但襯底溫度超過(guò)某一臨界值時(shí)，外延程度反而有所降低；沉積分子自身攜帶的能量越高，則其擴(kuò)散能力也越強(qiáng)