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相似文献
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1.
利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系.模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程.结果表明当基底温度从200K变化到260K时,岛的形貌经历了一个从分散生长逐渐过渡到分形生长的过程,并且在较低温度(200K)下,随入射粒子剩余能量的增加,岛的形貌也经历了同样的变化过程.进一步研究证明,随着基底温度的升高或入射粒子剩余能量的增加,沉积粒子的扩散能力显著增强,从而使岛的形貌发生了改变.  相似文献   

2.
利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系.模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程.结果表明当基底温度从200K变化到260K时,岛的形貌经历了一个从分散生长逐渐过渡到分形生长的过程,并且在较低温度(200K)下,随入射粒子剩余能量的增加,岛的形貌也经历了同样的变化过程.进一步研究证明,随着基底温度的升高或入射粒子剩余能量的增加,沉积粒子的扩散能力显著增强,从而使岛的形貌发生了改变.  相似文献   

3.
利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了四方和六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系. 模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程. 结果表明,基底晶格结构对薄膜生长具有明显影响. 当基底温度为300K、入射粒子剩余能量为0时,四方晶格基底上薄膜的生长已经呈现明显的凝聚生长,随着基底温度或入射粒子剩余能量的增加,岛的数目变少、岛的平均尺寸变大. 对于六方晶格基底,当入射粒子剩余能量为0、温度从300K升高到350K时,岛的形貌从分散生长向分形生长转变;当基底温度为300K、入射粒子剩余射能量从0上升到0.05eV时,岛由分散生长向分形生长转变.  相似文献   

4.
利用Monte Carlo(MC)方法模拟研究了四方和六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度和入射粒子剩余能量之间的关系.模型中考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发等过程.结果表明,基底晶格结构对薄膜生长具有明显影响.当基底温度为300K、入射粒子剩余能量为0时,四方晶格基底上薄膜的生长已经呈现明显的凝聚生长,随着基底温度或入射粒子剩余能量的增加,岛的数目变少、岛的平均尺寸变大.对于六方晶格基底,当入射粒子剩余能量为0、温度从300 K升高到350 K时,岛的形貌从分散生长向分形生长转变;当基底温度为300 K、入射粒子剩余射能量从0上升到0.05 eV时,岛由分散生长向分形生长转变.  相似文献   

5.
沉积粒子能量对薄膜早期生长过程的影响   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
陈敏  魏合林  刘祖黎  姚凯伦 《物理学报》2001,50(12):2446-2451
利用Monte Carlo(MC)模型研究了能量粒子对薄膜生长的初始阶段岛膜的形貌和岛的尺寸的影响,沉积粒子的能量范围为:0—0.7eV.在模型中考虑了原子沉积、吸附原子扩散和蒸发等过程,并详细考虑了临近和次临近原子的影响.结果表明,在所采用的参量范围内不同的基底温度情况下,能量粒子的影响有很大的区别.低基底温度情况下,沉积粒子强烈地影响着薄膜的生长过程中,岛膜的形貌、数量和尺寸随能量粒子的能量增加而有很大的变化.分析表明,这些变化都是由于能量粒子的介入使得表面吸附粒子的扩散能力增强所致 关键词: 薄膜生长 Monte Carlo方法 扩散  相似文献   

6.
超薄膜生长的Monte-Carlo研究   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
利用MonteCarlo(MC)模型研究了薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与基底温度之间的关系.模型中考虑了原子沉积、吸附原子扩散和蒸发等过程,与以前模型不同的是我们用Morse势计算粒子之间的相互作用,并详细考虑了临近和次临近原子的影响.结果表明,随基底温度的升高,岛的形貌经历了一个从分形生长到凝聚生长的变化过程.进一步研究表明,岛的形貌与基底的形貌之间的关系随着基底温度的升高有很大的变化,基底温度低时,岛的形状与基底形貌无关,高温时岛具有与基底形貌相似的结构.这些结果与实验结果一致.为了进一步说明 关键词:  相似文献   

7.
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.  相似文献   

8.
利用Monte Carlo(MC)方法,模拟研究了六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与薄膜覆盖度以及入射粒子沉积速率之间的关系. 结果表明在基底温度为300K时,岛的形貌主要表现为分形生长,随着薄膜覆盖度的增加,岛的分形枝簇变大,岛的数目不断减少. 在同样的温度下,随着入射粒子沉积速率的增大,薄膜表面的形貌逐步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. 进一步研究得出,薄膜覆盖度和入射粒子沉积速率对粒子扩散能力的影响最终导致岛的形貌发生了改变.  相似文献   

9.
非均匀基底上三维薄膜生长的模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
陆杭军  吴锋民 《物理学报》2006,55(1):424-429
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  相似文献   

10.
载能原子沉积Au/Au(100)外延薄膜生长的计算机模拟   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
张庆瑜  马腾才  潘正瑛 《物理学报》2000,49(6):1124-1131
在分子动力学研究的基础上建立了载能原子的沉积动力学物理模型,并根据在局域环境下的表面原子扩散模型,通过运动学Monte Carlo方法研究了载能粒子沉积Au/Au(100)薄膜的初期生长过程,探讨了载能粒子沉积对薄膜生长的影响及其随基体温度的变化.通过计算机模拟发现:载能粒子沉积的Au/Au(100)薄膜生长仍然呈现层状生长-三维岛状生长-准二维层状.在薄膜生长初期,载能粒子的作用是促进表面原子的成核,增加基体表面的缺陷;在薄膜的生长阶段,载能粒子通过抑制三维岛的生长速率起着平滑薄膜表面形貌的作用.载能粒 关键词:  相似文献   

11.
陈振飞  冯露  赵洋  齐红蕊 《物理学报》2015,64(13):138103-138103
本文提出了一个新的基于扩散界面的相场模型来描述外延生长中岛的形核、生长及熟化过程. 该模型同时考虑了弹性场、表面能、沉积、扩散、解吸和能量势垒等热力学及动力学过程对表面纳米形貌的影响. 采用经典的BCF模型来描述生长中的扩散形核过程, 而采用一个新的包含弹性应变能的自由能函数, 通过变分得到一个描述多层岛生长的相场方程, 该方法可以有效地描述外延生长中复杂的外延形貌. 采用有限差分格式对非线性耦合方程组进行求解. 数值结果显示, 该模型可以真实地再现外延生长中多层岛结构(即山丘状形貌)的演化过程, 模拟结果与已有实验结果一致. 同时模拟了生长过程中随外延形貌演化而形成的复杂生长应力, 研究表明, 在生长过程中, 岛中存在着复杂的应力分布, 且在岛边界处应力达到局部最大, 这与实验结果定性一致. 此外, 本文的重要发现是, 外延生长中的应力演化明显地影响原子的扩散过程, 当应力存在时, 外延结构变化较无弹性场时变快. 该项研究对理解外延生长中各物理机理的协同作用有重要的指导意义.  相似文献   

12.
薄膜外延生长的计算机模拟   总被引:8,自引:0,他引:8       下载免费PDF全文
以Cu膜为例,用Monte-Carlo算法模拟了薄膜生长的随机过程,并提出了更加完善的模型.在合理选择原子间相互作用计算方法的基础上,考虑了原子的吸附、在生长表面的迁移及迁移所引起的近邻原子连带效应、从生长表面的脱附等过程.模拟计算了薄膜的早期成核情况以及表面粗糙度和相对密度.结果表明,随着衬底温度的升高或入射率的降低,沉积在衬底上的原子逐步由离散型分布向聚集状态过渡形成一些岛核,并且逐步由二维岛核向三维岛核过渡.在一定的原子入射率下,存在三个优化温度,成核率最高时的最大成核温度Tn、薄膜的表面粗糙度最低 关键词: Monte-Carlo算法 计算机模拟 薄膜生长  相似文献   

13.
A hybrid algorithm that combines a phase-field model and a lattice gas model evolving according to a kinetic Monte-Carlo (KMC) simulation scheme is used to investigate the dynamics of vicinal surface growth during vapor phase epitaxy. The algorithm is computationally far more efficient than pure KMC schemes, and this gain in efficiency does not correspond to a loss in information on the kinetics of individual atoms. We present numerical studies on the temperature dependence of macroscopic properties of the growing surface, evaluating the relevant stochastic processes (attachment, detachment, diffusion and island dynamics) as a function of their rates. We show that the temperature at which step flow is replaced by island nucleation depends on incoming flux, diffusion parameters and interstep distance. Moreover, we validate these finding by comparison to experiments and by analytical investigations.  相似文献   

14.
Many experimental results show that surface roughness of thin films can increase, decrease, stay constant or pass through the minimum with the change in substrate temperature, energy of arriving atoms or assisted beam (electrons, photons, ions), depending on material and interval of variation of those parameters. The aim of this paper is to explain and analyze this non-monotonous behavior of surface roughness by proposed kinetic model. The model is based on rate equations and includes processes of surface diffusion of adatoms, nucleation, growth and coalescence of islands in the case of thin films growth in Volmer-Weber mode. It is shown by modeling that non-monotonous dependence of surface roughness on the factors influencing energy of adatoms (e.g. temperature, assisted beam irradiation, accelerating voltage) occurs as a result of interplay between diffusion length of adatoms and size of islands, because both parameters depend on energy of adatoms. Variation of island size and diffusion length results in atomic jumps from islands forming rougher or smoother surface. The functions of surface roughness, island size, island density on diffusion length of adatoms and on other parameters are calculated and analyzed in this work.  相似文献   

15.
应用缓冲层对自组装结构的作用能Er和自组装结构表面能E8 的协同作用分析了InP自组装结构在GaxIn1-xP缓冲层表面的形貌变化.计算发现缓冲层组分影响自组装结构的形貌.随着缓冲层与InP自组装结构之间应力的增加,InP岛倾向于拉长.理论计算还发现随着自组装结构体积的增大,自组装结构也随之拉长.而且缓冲层的参数决定了自组装结构最小能量状态时的体积大小.应用金属有机物化学气相沉积技术在GaAs衬底上生长了不同的InP/GaInP体系,并对实验得到的自组装体系形貌进行了分析.实验结果证实了以上的理论分析.  相似文献   

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17.
The processes of multilayer thin Cu films grown on Cu (100) surfaces at elevated temperature (250-400K) are simulated by mean of kinetic Monte Carlo (KMC) method, where the realistic growth model and physical parameters are used. The effects of small island (dimer and trimer) diffusion, edge diffusion along the islands, exchange of the adatom with an atom in the existing island, as well as mass transport between interlayers are included in the simulation model. Emphasis is placed on revealing the influence of the Ehrlic-Schwoebel (ES) barrier on growth mode and morphology during multilayer thin film growth. We present numerical evidence that the ES barrier does exist for the Cu/Cu(100) system and an ES barrier EB 〉 0.125eV is estimated from a comparison of the KMC simulation with the realistic experimental images. The transitions of growth modes with growth conditions and the influence of exchange barrier on growth mode are also investigated.  相似文献   

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