MgO（010）表面上同質(zhì)外延生長機制的分子動力學模擬研究.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在先進材料的研發(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，人們總是通過調(diào)整制膜工藝條件來控制成膜的微觀過程，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薄膜生長中各種復(fù)雜的原子過程有較深入的理解。而計算機模擬恰好提供了這樣一個有效的手段，幫助我們解決一些實驗當中無法實現(xiàn)的問題。 本論文

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

3、簇的二維生長趨勢明顯。 其次，模擬研究了MgO分子在MgO(010)襯底上的沉積過程，即MgO分子攜帶一定的能量并且按一定的時間間隔逐個沉積在MgO(010)表面上。通過對載能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散能力增強，外延程度隨之提高，但襯底溫度超過某一臨界值時，外延程度反而有所降低；沉積分子自身攜帶的能量越高，則其擴散能力也越強