Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜.利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征.在此基础上,研究了Cu/SiO2/Si(111)体系的扩散和界面反应.实验结果表明:当退火温度高于450 ℃时出现明显的扩散现象,并且随着温度的升高,体系扩散现象会更加显著.当退火温度低于450 ℃时没有铜硅化合物生成,当温度达到500 ℃时才有铜硅化合物生成.     

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜. 利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征. 在此基础上，研究了Cu/SiO₂/Si(111)体系的扩散和界面反应. 实验结果表明：当退火温度高于450℃时出现明显的扩散现象，并且随着温度的升高，体系扩散现象会更加显著. 当退火温度低于450℃时没有铜硅化合物生成，当温度达到500℃时才有铜硅化合物生成. 关键词： 薄膜 扩散 界面反应 硅化物     

薄膜生长中的表面动力学(Ⅰ)

本文较全面地从理论上研究了薄膜生长过程中原子在表面上的和种动力学表现，涉及的内容包括亚单层生长时，原子在表面上的扩散，粘接，成核，以及已经形成的原子岛之间的相互作用，兼并，失稳，退化等一系列过程，作为研究的基础。在本文的第一部分（即0-6章）中，我们首先介绍了目前这方面理论研究中所主要使用的各种方法。例如，第一性原理计算，分子动力学模拟。蒙特卡罗模拟。速率方程和过渡态（TST）理论等。基于这些研究。我们介绍给读者为什么原子成岛时在低温下选择分形状，而在高温时则选择紧致状。这一过程可以用经典的扩散子限制集聚理论（Diffusion-Limited Aggregation,DLA)。然而当有表面活性剂存在时形核的规律安全相反，由此提出了一个反应限制集聚理论（Reaction-Limited Aggregation,RLA)，这两个理论目前可以很好的解释亚单层生长时的一般形核规律。接下来我们讨论了长程相互作用对生长初期原子形核的影响。并进一步得出了相应的标度理论。在第6章我们系统地研究了分了吸附对二维原子岛形状的控制性，从而提出了边-角原子扩散的对称破缺模型。     

Cu(111)三维表面岛对表面原子扩散影响的分子动力学研究

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，利用分子动力学方法计算了同质外延生长中不同层数的三维Cu(111)表面岛上表面原子扩散激活能，分析了三维表面岛的层数对表面原子交换扩散和跳跃扩散势垒的影响. 研究结果表明，二维Enrilich-Schwoebel(ES)势垒小于三维ES势垒，且三维ES势垒不随表面岛层数的增加而显著变化. 对于侧向表面为(100)的表面岛，表面原子沿〈011〉方向上的扩散行为，随表面岛层数增加而逐渐变化；在表面岛层数达到3层时，扩散路径上的势垒变化趋于稳定，表面原子扩散以下坡扩散为主. 对于侧面取向为(111)的表面岛，当表面岛层数大于3层后，开始呈现上坡扩散的可能. 关键词： 表面原子 扩散 分子动力学模拟     

薄膜生长中的表面动力学(Ⅰ)

本文较全面地从理论上研究了薄膜生长过程中原子在表面上的各种动力学表现 ,涉及的内容包括亚单层生长时 ,原子在表面上的扩散 ,粘接 ,成核 ,以及已经形成的原子岛之间的相互作用 ,兼并 ,失稳 ,退化等一系列过程。作为研究的基础 ,在本文的第一部分 (即0～ 6章 )中 ,我们首先介绍了目前这方面理论研究中所主要使用的各种方法。例如 ,第一性原理计算 ,分子动力学模拟 ,蒙特卡罗模拟 ,速率方程和过渡态 (TST)理论等。基于这些研究 ,我们介绍给读者为什么原子成岛时在低温下选择分形状 ,而在高温时则选择紧致状。这一过程可以用经典的扩散子限制集聚理论 (Diffusion_LimitedAggregation ,DLA)。然而当有表面活性剂存在时形核的规律完全相反 ,由此提出了一个反应限制集聚理论 (Reaction_LimitedAggregation,RLA)。这两个理论目前可以很好地解释亚单层生长时的一般形核规律。接下来我们讨论了长程相互作用对生长初期原子形核的影响 ,并进一步得出了相应的标度理论。在第 6章我们系统地研究了分了吸附对二维原子岛形状的控制性 ,从而提出了边 角原子扩散的对称破缺模型。     

岩盐结构SrC(111)表面和(111)界面的d~0半金属性

利用第一性原理方法,本文研究了岩盐结构的SrC块材、(111)表面和(111)界面的电子结构和磁性.块材的SrC被证实是一个良好的d~0半金属铁磁体.计算结果显示(111)方向的C表面和Sr表面都保持了块材的半金属性.对于(111)方向四个可能的界面,态密度的计算显示C-Pb界面呈现半金属特性.本文对岩盐结构SrC块材、(111)表面和(111)界面半金属性的研究结果,将为高性能自旋电子器件的实际应用提供一定的理论指导.     

Ge/Pb/Si(111)生长中Ge原子沿团簇边缘扩散的三维Monte-Carlo模拟

用动态Monte-Carlo方法对Ge在单层表面活性剂Pb覆盖的Si(111)表面上沿团簇边缘扩散进行三维模拟.重点讨论Ge原子是否沿团簇边缘扩散,沿边缘扩散时的最大扩散步数及最近邻原子数对三维生长的影响,并计算薄膜表面粗糙度研究三维生长模式.模拟表明Ge沿团簇边缘扩散的行为对薄膜生长模式的影响很大,同时讨论了ES势对三维生长模式的影响.     

替位杂质对贵金属(111)表面稳定性影响的分子动力学研究

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，通过分子动力学方法研究了过渡族金属Cu，Ag，Au，Ni，Pd，Pt(111)表面的相互替位掺杂对表面稳定性的影响，计算了替位掺杂体系的表面能与表面空位形成能，探讨了影响表面稳定性的因素及其变化规律. 计算表明：替位杂质对表面能变化的影响主要是替位杂质的凝聚能和原子半径，而影响空位形成能变化的原因除凝聚能和原子半径外，合金溶解热具有重要的作用. 此外，通过替位杂质导致的体系表面能变化对合金体系的偏析行为进行了预测，理论预测与实验结果符合很好. 关键词： 替位杂质 贵金属 表面能 表面空位形成能     

表面Cu原子间相互作用对Cu(001)表面跳跃扩散行为的影响

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势，利用准静态分子动力学模拟研究了Cu原子在Cu(001)表面吸附所导致的基体晶格畸变以及对其附近的另一个吸附原子自扩散行为的影响.研究结果表明，吸附原子的存在可以导致多达10层的Cu基体晶格产生畸变.两个吸附原子所产生的晶格畸变应力场之间的相互作用，可以导致吸附原子运动活性的增加.通过比较同一路径上往返跳跃扩散势垒的差异发现，在原子间相互作用势的有效距离之外，两个吸附原子的扩散行为可以认为是存在晶格畸变应力场相互作用的两个独立吸附原子的扩散；在原子间相互作用势的有效距离之 关键词： 表面吸附原子 晶格畸变 表面二聚体 扩散     

VC(001)弛豫表面构型与电子结构第一性原理研究

用第一性原理方法对VC(001)清洁表面的构型和电子结构进行了详细研究，与TiC(001)面类似，VC(001)面弛豫后形成表面皱褶，其表层V原子和C原子分别朝体相和真空方向移动. 能带计算结果表明，过渡金属碳化物(001)面的能带结构符合刚性带理论模型. 对于VC(001)面，表面态主要处在-30eV附近，其主要成分为表层C原子的2pz轨道. 此外，以表层V原子的3d轨道成分为主的表面态出现在费米能级附近，由于这些表面态以表面法线方向的轨道(3d２z和3dxz/dyz)为主要成分，因此在表面反应中将起到重要作用，从而体现出与TiC(001)面不同的反应性质. 关键词： 过渡金属碳化物 表面态 能带结构     

在Pd/Cu(100)表面上外延的超薄Co膜的结构和磁性

利用脉冲激光溅射(PLD)和分子束外延(MBE)方法制备了超薄膜系统 Co/Pd/Cu(100).脉冲激 光溅射生长的单原子Pd层呈现了很好的二维生长模式.在这个Pd表面上，分子束外延生长的C o层直至12个原子层都表现了层-层生长模式.利用俄歇电子谱(AES)和低能电子衍射(LEED)研 究了该系统的表面结构.利用低温磁光克效应(MOKE)研究了系统的磁学性质.结构研究表明， Co层由于面内晶格失配应力而具有一个四方正交结构；与对比样品Co/Cu(100)的比较研究说 明Pd层的存在强烈地改善了Co膜的起始生长模式和结构.磁光克效应测量表明，Pd层的存在 改变了Co层的磁学性质. 关键词： 薄膜的磁性质 组织与形貌 界面磁性     

Study of magnetic and optical properties of Zn_(1-x)TM_xTe(TM = Mn,Fe,Co,Ni) diluted magnetic semiconductors:First principle approach

We present structural,magnetic and optical characteristics of Zn_(1-x)TM_xTe(TM = Mn,Fe,Co,Ni and x = 6.25%),calculated through Wien2 k code,by using full potential linearized augmented plane wave(FP-LAPW) technique.The optimization of the crystal structures have been done to compare the ferromagnetic(FM) and antiferromagnetic(AFM) ground state energies,to elucidate the ferromagnetic phase stability,which further has been verified through the formation and cohesive energies.Moreover,the estimated Curie temperatures T_c have demonstrated above room temperature ferromagnetism(RTFM) in Zn_(1-x)TM_xTe(TM =Mn,Fe,Co,Ni and x= 6.25%).The calculated electronic properties have depicted that Mn- and Co-doped ZnTe behave as ferromagnetic semiconductors,while half-metallic ferromagnetic behaviors are observed in Fe- and Ni-doped ZnTe.The presence of ferromagnetism is also demonstrated to be due to both the p-d and s-d hybridizations between the host lattice cations and TM impurities.The calculated band gaps and static real dielectric constants have been observed to vary according to Penn's model.The evaluated band gaps lie in near visible and ultraviolet regions,which make these materials suitable for various important device applications in optoelectronic and spintronic.     

Diffusion Dynamics of Cux Cluster on Cu(111) Surface

利用分子动力学与修正分析型嵌入原子模型研究了从200K至800 K范围内,Cux (1·x·8)小团簇在(111)面的自扩散动力学行为,计算了Cu小团簇的扩散系数与激活能. 计算结果表明,密排的Cu7团簇的激活能最高,其扩散前因子比单个吸附原子的高3个数量级,这与其他类似金属的实验结果一致. 另外,还定量讨论了薄膜生长与团簇扩散的关系.     

Molecular dynamics simulation of Co thin films growth on Cu(001)

Results of MD simulations of the structure of ultrathin films of Co on Cu(001) are presented. Growth conditions corresponding to vacuum evaporation as well as laser ablation are considered. The dynamics of the growth process and the structure of the as-deposited films are investigated as a function of the kinetic energy of adatoms. The effect of fast interdiffusion due to a high impact energy is observed. Tight-binding potentials in the second-moment approximation are used. Co–Cu interaction parameters are determined from ab-initio electronic structure calculations.     

Photoemission study of the carrier bands in Bi(111)

We present high-resolution photoemission data from the Bi(111)-surface. The electronic structure of the semimetal close to the Fermi level has been found to change dramatically with respect to the well established bulk band structure. The Fermi surfaces observed for the electron and hole bands resemble those of the next group-V element, antimony, probably as a consequence of surface relaxation. This results in a relatively high surface charge density. The observed temperature dependence of the electron Fermi energy confirms this result. Received 8 June 2000     

First-principles calculations of structural and electronic properties of Tl_xGa_(1-x)As alloys

The zincblende ternary alloys Tl_xGa_(1-x) As(0 x 1) are studied by numerical analysis based on the plane wave pseudopotential method within the density functional theory and the local density approximation. To model the alloys,16-atom supercells with the 2 × 2 × 2 dimensions are used and the dependency of the lattice parameter, bulk modulus,electronic structure, energy band gap, and optical bowing on the concentration x are analyzed. The results indicate that the ternary Tl_xGa_(1-x) As alloys have an average band gap bowing parameter of 4.48 eV for semiconductor alloys and 2.412 eV for semimetals. It is found that the band gap bowing strongly depends on composition and alloying a small Tl content with GaAs produces important modifications in the band structures of the alloys.     

氧原子在Zr(0001)表面附近的扩散

在密度泛函理论计算的基础上,利用微动弹性带（nudged elastic band）方法研究了氧原子在Zr（0001）表面附近的扩散.首先计算了氧原子从稳定的表面面心立方（SFCC）位置向表面六角密排位置的扩散激活能（0.77 eV）;然后计算了氧原子从稳定的SFCC位置扩散到表面下第1层与第2层之间的八面体间隙位置,再继续向表面下第2层与第3层之间的八面体间隙位置扩散的激活能,在此过程中氧原子需克服两个能垒,其激活能分别为2.14和2.57 eV.结果表明,氧原子在Zr（0001）表面上方的扩散比较容易,而氧原子向Zr（0001）表面下的扩散相对较难. 关键词： Zr（0001）表面 微动弹性带 氧的扩散