单个原子和小团簇在FCC金属（110）表面同质外延生长过程中向上扩散机制的研究

论文摘要

本文采用分子动力学方法，用嵌入原子(EAM)势方法模拟计算了面心立方FCC金属(110)表面同质外延生长过程中，单个原子和小团簇沿斜面的向上的扩散行为。我们的结果表明在这个过程中确实存在向上的质量输运过程。单个原子和小团簇可以在(111)和(100)斜面上向上扩散，并在山顶边缘附近通过简单交换机制或长程交换机制来实现。而小团簇则是通过在山顶边缘附近与边缘原子发生伴有解离的交换机制扩散，从而实现质量的向上输运。我们的计算结果表明在FCC金属(110)表面的同质外延生长中确实存在有效的质量输运，而这些过程对外延生长的动力学过程中起着重要的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 薄膜生长理论
• 1.1 薄膜生长的理论模型
• 1.2 薄膜表面形核和成长理论
• 1.3 扩散问题在薄膜生长过程中的研究
• 1.3.1 原子的基本扩散过程
• 1.3.2 单个原子和小岛（cluster）的扩散
• 1.3.2.1 在平整表面上的扩散
• 1.3.2.2 表面绕角扩散
• 1.3.2.3 台阶表面的扩散
• 1.4 不同的生长模式
• 参考文献
• 第二章 研究方法
• 2.1 概述
• 2.2 分子动力学的原理
• 2.3 原子间相互作用势
• 2.4 系统原子的位置和速度
• 3.5 分子动力学的周期性边界条件
• 3.6 模拟的系综
• 参考文献
• 第三章 FCC金属（110）表面的原子和小团簇向上扩散的研究
• 3.1 研究背景
• 3.2 计算模型
• 3.3 研究内容
• 3.3.1 时间步长
• 3.3.2 晶格常数
• 3.3.3 对计算中所采用的作用势的验证
• 3.4 单个原子和小团簇在AL的同质外延过程中的向上扩散的研究
• 3.4.1 单个原子在（111）和（100）斜面的向上扩散
• 3.4.1.1 单个原子在（111）斜面的向上扩散
• 3.4.1.2 单个原子在（100）斜面的向上扩散
• 3.4.2 小团簇沿斜面的向上扩散
• 3.4.2.1 二聚体在（111）斜面模型中的向上扩散的研究
• 3.4.2.2 三聚体在（111）斜面模型中的向上扩散的研究
• 3.4.2.3 四聚体在（111）斜面模型中的向上扩散的研究
• 3.4.2.4 小结
• 3.5 原子和小团簇在CU的同质外延生长过程中的向上扩散研究
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 致谢
• 硕士期间发表的文章