低能硅富勒烯團(tuán)簇在硅表面沉積的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、在過(guò)去10多年中對(duì)半導(dǎo)體團(tuán)簇，尤其是C和Si的團(tuán)簇的研究，是非常熱門的課題。Si和C處于同一族，Si60團(tuán)簇是否具有與C60類似的結(jié)構(gòu)，針對(duì)這一問(wèn)題，近年來(lái)對(duì)Si60團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及其基態(tài)的電子特征的研究成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。特別是低能團(tuán)簇束沉積(LEBCD)組裝納米薄膜已成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。低能團(tuán)簇在表面的沉積是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，它不僅要受到襯底和沉積團(tuán)簇特性的影響，而且還與表面和界面的原子間相互作用及系統(tǒng)熱力學(xué)和碰撞動(dòng)力學(xué)之

2、間的競(jìng)爭(zhēng)密切相關(guān)。因此在原子水平上研究富勒烯與表面的相互作用，了解薄膜生長(zhǎng)的微觀機(jī)制，探索實(shí)驗(yàn)條件對(duì)納米薄膜結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)改進(jìn)生成薄膜的質(zhì)量和制備技術(shù)有著重要的意義。
　　首先基于分子動(dòng)力學(xué)方法并選用Extended Brenner(XB)勢(shì)函數(shù)描述硅原子間相互作用，介紹了分子動(dòng)力學(xué)模擬的基本概念和基本理論，重點(diǎn)研究了原子間勢(shì)函數(shù)的選取、求解運(yùn)動(dòng)方程的算法、以及所使用的邊界條件和初始條件等。在此基礎(chǔ)上，建立了Si60分子在單晶硅表

3、面沉積實(shí)驗(yàn)的仿真模型，編制了相關(guān)的模擬仿真程序。
　　其次從入射能量、入射角度和碰撞點(diǎn)的位置等影響因素入手，研究了單個(gè)Si60分子在Si(100)和Si(111)表面沉積模擬，我們的研究表明，對(duì)于Si(111)和Si(100)晶面分別存在一個(gè)合適的能量區(qū)間10eV～50eV和10eV～150eV，在此能量范圍內(nèi)，Si60分子既有較高的幾率在單晶硅襯底穩(wěn)定沉積，又可以保持良好的富勒烯團(tuán)簇結(jié)構(gòu)特性。入射能量小于此區(qū)間時(shí)，形成的化學(xué)鍵數(shù)