高温下金属薄膜生长初期的模拟研究

采用实际的生长模型和物理参量,用Monte Carlo方法对高温下金属薄膜的生长过程进行了模拟研究.综合考虑了原子沉积、扩散、成核、生长和扩散原子的再蒸发、原子沿岛周界扩散和岛的合并等众多过程后,模拟得到与实验结果相当一致的薄膜生长形貌及其相应的定量结果.通过动态统计薄膜生长过程中的岛数目及薄膜生长率,得到实验中不易直接获得的高温下薄膜生长的许多细节,如岛数目和薄膜生长率随表面温度、覆盖度变化的详细情况等 关键词： 薄膜 Monte Carlo模拟 成核 岛密度 薄膜生长率     

薄膜系列实验的教学研究

从薄膜制备、生长过程动态分析以及形貌表征3方面设计了薄膜系列实验.用离子束溅射制备金属薄膜,研究了制备条件对溅射速率的影响,测量了薄膜生长过程中电阻的变化,用扫描隧道显微镜或原子力显微镜观测薄膜的表面形貌,并分析不同制备条件得到的薄膜的表面形貌特征.     

热丝化学气相沉积金刚石薄膜空间场的数值分析

由于热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜的反应气体利用率较低，生长速率慢，生长不均匀，从而限制了金刚石薄膜的大规模应用。因此，人们从实验和理论方面研究其生长工艺。实验能反映热丝化学气相沉积金刚石薄膜的真实情况，但实验受到许多因素的影响和制约而不能获得较全面信息，数值计算能弥补实验的不足。     

金属薄膜制备及物性测量系列实验

介绍了由模拟真空实验和“金属薄膜的制备”、“金属薄膜厚度的测量”、“金属薄膜电阻率的测量”,以及“金属薄膜生长过程的动态监测”等4个实验组成的金属薄膜制备与物性测量系列实验.这组实验与现代科学技术发展联系紧密,仪器设备可靠,操作简单,适合于普通物理实验阶段的研究性教学.     

有机分子束外延技术与研究进展

本文介绍了超高真空分子束外延生长有机薄膜的技术及其研究进展 ,讨论了外延材料的纯化过程和杂质对外延薄膜结构的影响 ;从理论和实验观点评论了薄膜的生长性质和膜的有序结构。超高真空有机分子束外延技术是一种多用途的高技术 ,可以生长有机、无机、有机 /无机混和的薄膜结构。这种薄膜结构是未来光学和电子器件有希望应用的新一类工程材料。     

TFA-MOD法制备YBCO薄膜生长速率研究

采用原位电阻法对TFA-MOD法高温热处理阶段YBCO薄膜生长速率进行了研究。实验结果和分析表明原位电阻测量法是一种估算YBCO层生长速率的有效方法,不同条件下的测量结果表明薄膜生长速率随管式炉内的温度、水分压、气体流量的上升而明显增加,但随薄膜面积的增加而减小。实验结果为进一步探索和优化热处理过程提供了重要的基础。     

溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜的成核-生长和失稳分解研究

采用溶胶-凝胶法在ZnWO₄单晶上制备出透明的ZnO薄膜.通过光学显微镜观察了Z nO薄膜的表面形貌.实验结果表明，ZnO薄膜的形成经历了表面成核，晶粒长大和岛的形成三 个不同的阶段.由于ZnO晶核是在非平衡条件下生长的，在生长过程中不可避免地出现了枝晶 生长和分形生长以及失稳分解. 关键词： 氧化锌薄膜 成核 枝晶生长 分形生长 失稳分解     

不稳定液体基底上溅射金属Ag薄膜的非平衡生长

本文研究了不稳定液体基底上溅射金属薄膜的非平衡生长现象。实验发现：此类薄膜的生长速率不再是常数，与基底温度、表面覆盖率密切相关；薄膜的表面形貌受到了基底温度、溅射功率、固体-液体界面性质等因素的复杂影响。分析表明：生长界面的表面张力及其各向异性对薄膜生长过程起着重要的作用。     

有机分子束外延技术与研究进展

本介绍了超高真空分子束外延生长有机薄膜的技术及基研究进展,讨论了外延材料的纯化过程和杂质对外延薄膜的影响;从理论和实验观点评论了薄膜的生长性质和膜的有序结构。超高真空有机分子束外延技术是一种多用途的高技术,可以生长有机、无机、有机／无机混和的薄膜结构。这种薄膜结构是示来光学和电子器件有希望应用的新一类工程材料。     

非线性聚集生长理论的研究及其应用

首先介绍了非线性聚集生长计算机模型与生长规则和非线性聚集生长的实验原理与装置,然后阐述了计算凝聚物分形维数的计算机模拟方法和实验方法,最后论述了非线性聚集生长理论在大气颗粒物、薄膜生长方面的应用。     

The effect of diffusion and overhangs/vacancies on the microstructure of zig-zag thin film

Basing on some growth models of thin film, we have investigated the growth mechanism of glancing angle deposition (GLAD) film. The simulation verifies that the overhangs/vacancies also contribute to the columnar growth as well as the self-shadowing effect for GLAD thin film. Besides, we have studied the effect of the deposition rate, surface and bulk diffusions on the microstructure of thin film using the time-dependent Monte Carlo method. The results show that the surface and bulk diffusions can significantly enhance the packing density of thin film in GLAD growth, and the increase of the deposition rate induce the moderate decrease of the packing density.     

薄膜生长荧光显微图像实时采集与分析系统

设计了一套具有一定实用意义和科学价值的薄膜生长荧光显微图像实时采集与分析系统,可以实现透明衬底上有机荧光分子薄膜生长的实时原位监测。进一步阐明了系统的硬件构筑思路和软件设计架构,并依据薄膜的形貌特征,给出8个主要生长信息参数及其求取算法,并利用自行搭建的实验系统,针对联六苯(p-6P)分子在云母衬底上的纳米纤维生长过程,得出了其准一维的线性生长规律。该系统作为重要的薄膜生长成像监测技术,有望在薄膜与衬底表面相互作用和衬底微区结构特性研究等方面起到积极的作用。     

衬底表面覆盖对薄膜成核和生长的影响

在薄膜生长的成核阶段,稳定聚集体将逐渐覆盖衬底表面．同时,薄膜的生长将发生在被覆盖的衬底部分,而成核则发生在未被覆盖的部分．本文研究了衬底表面被覆盖的程度对薄膜成核和生长的影响,对广泛应用的薄膜理论,给出一些修正公式．结果表明,成核速率正比于衬底表面未被覆盖面积的平方．而薄膜理论认为成核速率是时间常量,似显得粗糙． 关键词：     

Combinatorial approach to the fabrication of organic thin films

We demonstrate combinatorial approach in investigation of organic thin film fabrication. “Combinatorial substrate screening”, which is the deposition onto several kinds of substrates simultaneously, is useful to choose suitable substrate for organic thin film growth. “Combinatorial thickness-gradient films” can be fabricated using a moving mask which travels from an edge to another edge of substrate continuously during the deposition. The combinatorial thickness-gradient film can be regarded as the library for time evolution of film growth during the deposition. This mapping can serve as a powerful method for the research of growth of thin film in an initial stage. Besides, combinatorial thickness-gradient film can be utilized for the examination of a buffer layer effect. These techniques enable us to quickly optimize for the fabrication of high-quality organic thin films.     

基底显微结构对薄膜生长影响的Monte Carlo模拟研究

利用Monte Carlo方法研究了基底显微结构对薄膜生长的影响. 对不同显微结构基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和尺寸与薄膜覆盖度和入射粒子沉积速率之间的关系进行了模拟和分析. 模型中考虑了粒子沉积、吸附粒子扩散和蒸发等过程. 结果表明,基底显微结构对薄膜生长具有明显影响. 当沉积温度为300K、沉积速率为0.005ML/s（Monolayer/second,简称ML/s）、覆盖度为0.05ML时,四方基底上薄膜生长呈现凝聚生长. 随着覆盖度增加,岛的尺寸变大,岛的数目减少. 而对于六方基底,当覆盖度从0.05ML变化到0.25ML时,薄膜生长经历了一个从分散生长过渡到分形生长的过程. 无论是四方还是六方基底,随着沉积速率的增加,岛的形貌由少数聚集型岛核分布状态向众多各自独立的离散型岛核分布状态过渡.     

MgO(111)上NbN和AlN薄膜的生长研究

在制备NbN/AlN/NbN隧道结的工艺过程中,为了获得具有优质单晶结构的NbN薄膜,我们在MgO(111)基片上探索了直流溅射法制备NbN薄膜的生长工艺条件,XRD研究分析表明,我们获得了单晶结构良好的NbN薄膜;为了支持作为上电极的NbN薄膜的生长,也需要良好的AlN薄膜用作势垒层,我们采用射频磁控溅射设备和纯净的Al靶对AlN薄膜进行了制备研究.实验结果表明,所获得的AlN薄膜具有六方c-轴取向,并讨论了衬底和薄膜界面处可能的结构情况.     

非均匀基底上三维薄膜生长的模拟研究

考虑原子在基底表面的扩散、沿岛周界的扩散和不同层间的扩散以及非均匀基底上表面吸附能分布的各向异性，建立起非均匀基底表面上原子扩散和三维薄膜生长的动力学蒙特卡罗模型.模拟得到在不同生长条件下出现的层状生长、岛状生长和混合生长三种生长模式和相应的多层薄膜生长形貌图.通过统计三维薄膜中原子在各层的分布，计算薄膜的表面粗糙度，得到薄膜生长模式与生长条件之间的关系. 关键词： 薄膜生长 非均匀基底 动力学蒙特卡罗模拟     

纳米晶粒生长的动力学蒙特卡罗模型

给出应用于纳米晶粒生长的动力学蒙特卡罗模型,并对模拟方法做了细致的讨论.作为一个应用实例,对薄膜生长做了分类模拟研究.结果显示,改变三维Ehrlich-Schwoebel势垒将导致薄膜生长过程中多层原子岛的结构相变.     

改进的DLA方法模拟薄膜二维生长

对经典的DLA模型进行改进，研究了薄膜的二维生长过程.通过改变表征吸附原子在基底扩散 能力的参量D_T，D_C以及表征沉积速率的参量D_V，得到 了与实验一致的薄 膜分形生长模式和团状生长模式.分析了薄膜的形核阶段原子团的大小分布，以及不同条件 下原子团的数目和大小随覆盖度的变化. 关键词： DLA 薄膜生长 分形生长 团状生长