單原子及多原子薄膜生長的蒙特卡羅模型.pdf

1、近年來，納米薄膜的結(jié)構(gòu)特殊，是一種有著良好性能的新型薄膜材料。納米膜技術(shù)被應(yīng)用于科學技術(shù)的各個領(lǐng)域，改變著人們的傳統(tǒng)生產(chǎn)觀念。一般的薄膜是生長而成的，這是極其復(fù)雜的動力學過程，生長過程及其相互作用影響著薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和性能。計算模擬技術(shù)的成熟，在原子尺度上模擬了原子和分子的成膜過程，使得實驗中無法直接觀察的過程實現(xiàn)可視化。
　　本文利用蒙特卡羅法(Monte Carlo)構(gòu)造了單原子Ag、二元金屬Ti-Al以及多原子Ti-Si-N

2、的薄膜生長模型，從微觀角度研究了其三維生長過程。Ag薄膜模型為六邊形基底網(wǎng)格，Ti-Al薄膜和Ti-Si-N薄膜模型為四邊形基底網(wǎng)格，并采用周期性邊界條件處理邊界問題。薄膜生長主要考慮了三個動力學過程，即沉積、擴散和脫附，并利用半經(jīng)驗對勢來計算原子的擴散激活能。三個過程相互獨立且依據(jù)各自的概率發(fā)生，但同時擴散和脫附過程又與沉積過程息息相關(guān)，通過模擬計算，詳細地分析了在薄膜生長初期基底溫度和沉積速率對島過渡形態(tài)的影響。
　　模擬結(jié)果