Fcc(110)面上薄膜三維生長的計算機模擬研究.pdf

1、長期以來，人們對薄膜生長過程的研究從實驗到理論都做出了大量的工作。因為薄膜的原子尺度的生長過程會影響薄膜的各種應用性能，如光學性質、電學性能及磁學性能等。實驗上，可以利用STM和AFM等來觀察薄膜形成過程中原子的擴散等行為;理論上，利用計算機模擬薄膜的微觀生長過程也有著重要的意義。一方面，計算機模擬可以得到實驗中無法觀察到的某些過程;另一方面，計算機模擬可以很方便的改變薄膜生長過程中的各種參數如襯底溫度、沉積速率等。
　　本文建立

2、了一個基于動力學蒙特卡洛(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”;在同層擴散中，考慮自由原子擴散及繞島的各向異性;在層間擴散中，較詳細的考慮了自由原子沿臺階上、下躍的情形，其中包括其跨越臺階運動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過程。
　　利用該模型，研究了自由原子沿臺階上下躍概

3、率、覆蓋率、基底溫度、沉積速率對薄膜形貌及粗糙度的影響。模擬結果表明:隨著自由原子沿臺階上躍概率的增加，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，薄膜生長由島狀生長模式轉變?yōu)闇蕦訝钌L模式;粒子沿臺階下躍時，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，三維條形島不斷長大，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