分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算在材料位錯(cuò)研究中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，由于用分子束外延技術(shù)制作高品質(zhì)的半導(dǎo)體元器件過程中產(chǎn)生的位錯(cuò)直接影響到材料的力學(xué)和電學(xué)特性，使得半導(dǎo)體位錯(cuò)的研究不僅具有理論意義，而且具有重要的應(yīng)用前景。而用分子動(dòng)力學(xué)研究位錯(cuò)的方法越來(lái)越被研究人員廣泛的使用。 本文使用Stillinger-Weber勢(shì)函數(shù)和周期性邊界條件，通過在原子尺度上的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算研究了60°位錯(cuò)的位錯(cuò)心能量和運(yùn)動(dòng)情況。首先提出了相對(duì)簡(jiǎn)單的建立位錯(cuò)偶極子的新方法：把混合型位錯(cuò)分解為刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)

2、分量，依次加載原子的位移場(chǎng)，得到初始構(gòu)型，再執(zhí)行模擬退火過程以穩(wěn)定位錯(cuò)心結(jié)構(gòu)?？紤]到所有的混型位錯(cuò)都可以視為刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)的合成，這一方法可能應(yīng)用于其它材料中的不同類型的混型位錯(cuò)中。在此基礎(chǔ)上，借助于最近得到的對(duì)周期性映像作用的評(píng)估理論，由不同大小的3維計(jì)算模型得到的位錯(cuò)心能量的平均值為0.43eV，這一結(jié)果不同于先前文獻(xiàn)中的報(bào)導(dǎo)。另一方面，為研究位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)在較大溫度和壓力范圍下的表現(xiàn)，提出了相應(yīng)解決方法來(lái)避免位錯(cuò)心在高溫模擬環(huán)境時(shí)測(cè)量的