Au/Au(100)外延薄膜生长的计算机模拟及其微观机制研究

复旦大学现代物理研究所基于加速器的原子及原子核物理开放实验室,上海200433关键词：     

超薄膜外延生长的计算机模拟

对超薄膜的生长过程进行了计算机模拟,得到与实验结果一致的团簇生长形貌及“台阶流动”结果,分析了邻晶面偏离角对成核密度等的影响,并计算了台阶流动的阈值及团簇的分形维数.关键词：     

薄膜外延生长的计算机模拟

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     

GaAs(100)衬底上ZnSe薄膜的热壁束外延生长

介绍热壁束外延法生长ZnSe/GaAs异质结工作。低能电子衍射和俄歇电子能谱对样品的原位检测表明,用此方法可以在GaAs(100)衬底上外延得到单晶的ZnSe(100)薄膜。当外延生长速率大时,Znse薄膜质量下降,样品的Raman谱中出现TO模。X射线衍射实验结果表明,这种外延膜质量的退化主要是由于在ZnSe(100)薄膜体内存在〈111〉方向的晶核。关键词：     

GaAs(001)表面外延生长Mn薄膜的XPS研究

利用x射线光电子能谱的深度剖面技术,对不同衬底温度下分子束外延生长的Mn薄膜及其与GaAs(001)衬底间的界面进行了元素组分和化学结合状态随深度变化的研究。实验发现衬底温度等于400K时制备的fcc-Mn/GaAs(001)体系中,fcc-Mn层与GaAs衬底之间存在一层较厚的Mn-Ga-As的缓冲层;衬底温度等于300K(室温)时制备的a-Mn/GaAs(001)体系中也存在类似的缓冲层,但它的厚度与fcc-Mn的情形相比要小得多;而当衬底温度等于450K时制备的体系在GaAs衬底之上全部是Mn-Ga     

载能Ni原子斜入射Pt(111)表面的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学模拟,详细研究不同角度入射的载能Ni原子在Pt(111)基体表面的沉积过程.结果表明,随着入射角度θ从0°增加到80°,溅射产额、表面吸附原子产额、空位产额的变化情况均可按入射角度近似地分为θ≤20°,20° < θ < 60°和θ≥60°三个区域.当θ≤20°时,载能沉积对基体表面的影响与垂直入射时的情况类似,表面吸附原子的分布较为集中,入射原子容易达到基体表面第二层及以下,对基体内部晶格产生-定的影响;在20° < θ < 60°的范围内,入射原子的注入深度有所下降,对基体内部晶格的影响减小,表面吸附原子的分布较为均匀,有利于薄膜的均匀成核与层状生长;当θ≥60°时,所有入射原子均直接被基体表面反射,表面吸附原子产额、溅射产额、表面空位产额均接近0,载能沉积作用没有体现.     

等离子增强原子层沉积低温生长AlN薄膜

采用等离子增强原子层沉积技术在单晶硅基体上成功制备了AlN晶态薄膜, 利用椭圆偏振仪、原子力显微镜、小角掠射X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、 X射线光电子能谱仪对样品的生长速率、表面形貌、晶体结构、薄膜成分进行了表征和分析, 结果表明, 采用等离子增强原子层沉积制备AlN晶态薄膜的最低温度为200 ℃, 薄膜表面平整光滑, 具有六方纤锌矿结构与(100)择优取向, Al_2p与N_1S的特征峰分别为74.1 eV与397.0 eV, 薄膜中Al元素与N元素以Al-N键相结合, 且成分均匀性良好.关键词：氮化铝等离子增强原子层沉积低温生长晶态薄膜     

钙钛矿结构氧化物薄膜 的外延生长

在成功地外延生长超导、铁电、铁磁等多种性质的钙钛矿结构氧化物薄膜的基础上,讨论影响氧化物薄膜 外延生长的一些因素.考虑到相形成和薄膜长征动力学,在利用脉冲激光淀积法外延生长氧化物薄膜中衬底温度是十分重要的工艺参数.衬底温度对成相和生长薄膜的取向都有影响.考虑到薄膜是首先在衬底表面成核、成相并生长.因此衬底材料晶格的影响是不容忽视的.观察到衬底材料对薄膜外延生长温度的影响.在适当的工艺条件下,利用低温三步法工艺制备得到有很强织构的外延薄膜.这突出表明界面层的相互作用对钙钛矿结构薄膜的取向有着相当大的影响.关键词：