Ag超薄膜生長(cháng)的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅模擬

　　用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅的方法對Ag 原子在Pt( 111) 基底上的生長(cháng)過(guò)程進(jìn)行模擬，研究了溫度對金屬超薄膜初始生長(cháng)形貌的影響。結果表明，隨著(zhù)溫度的升高島從分形狀向凝聚狀的轉變過(guò)程，模擬結果能與相關(guān)實(shí)驗現象相吻合。本文進(jìn)一步討論了原子擴散能力對島形貌的影響，預測了Ag 島從分形狀向凝聚狀轉變的轉折溫度區域。并且通過(guò)改變沉積速率論證了轉折溫度區域隨著(zhù)沉積速率的增加而提高。

　　金屬超薄膜材料以其獨特的物理特性、誘人的應用前景和重要的科學(xué)價(jià)值目前越來(lái)越受到人們的關(guān)注。隨著(zhù)計算機技術(shù)的高速發(fā)展，計算機模擬技術(shù)在研究薄膜生長(cháng)中的微觀(guān)細致行為的作用越來(lái)越大，該技術(shù)為研究薄膜生長(cháng)機理提供了重要的理論研究工具。在原子尺度上，超薄膜的生長(cháng)主要包括核的形成、生長(cháng)以及合并等過(guò)程，而這些過(guò)程又受到沉積原子在表面的擴散勢壘、擴散機制、襯底結構、基底溫度以及沉積速率等多種因素的影響。薄膜在生長(cháng)初期，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為主要需要考慮一下幾個(gè)過(guò)程:

　�、俦∧ぴ�子沉積到基底表面上并被變?yōu)槲�附原�?

　�、谖�附原子在基底表面上擴散并成核，長(cháng)大及合并;

　�、畚�附原子的再蒸發(fā)。

　　自從Witten 和Sander 等提出DLA( The Diffusion Limited Aggregation Model) 模型后，有關(guān)薄膜表面生長(cháng)的計算機隨機模型很快發(fā)展起來(lái)。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，采用仿真技術(shù)能更加深入、細致地研究不同制備環(huán)境下薄膜的生長(cháng)行為。后來(lái)，在DLA 模型的基礎上發(fā)展了一系列研究薄膜表面生長(cháng)過(guò)程的模型。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，使得跟蹤大量粒子的行為成為可能，采用仿真技術(shù)便能更深入、更細致地研究不同制備環(huán)境下薄膜生長(cháng)行為，這對人們進(jìn)一步認識薄膜表面生長(cháng)過(guò)程和相關(guān)物理機制具有重要意義。

　　本論文采用二維動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅的方法模擬了Ag 薄膜在Pt( 111) 上的生長(cháng)過(guò)程，并將仿真結果與國外已報道的實(shí)驗結果進(jìn)行了比較，從而證明計算機仿真模型的合理性。進(jìn)一步地，通過(guò)計算機模擬預測了島形貌明顯轉變的溫度區域。

結論

　　采用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅的方法，模擬了Ag 原子在Pt( 111) 基片上的生長(cháng)過(guò)程，討論了溫度對Ag 超薄膜初始生長(cháng)島形貌的影響。通過(guò)計算機模擬在原子尺度上揭示了島從分形狀向凝聚狀的轉變過(guò)程，計算機模擬結果能與相關(guān)實(shí)驗現象相吻合。通過(guò)改變不同基底溫度，模擬分析了島形貌的轉變過(guò)程。并且通過(guò)計算機模擬預測島形貌轉變的轉折溫度，論證了島形貌的轉折溫度區域隨著(zhù)沉積速率的增加而升高，并用擴散時(shí)間和擴散速率的關(guān)系解釋了這種現象。本文的研究結果可對實(shí)際實(shí)驗制備提供重要的理論參考和指導。