薄膜生长与原子尺度的计算机模拟

总结了近年来多篇文献报道的新现象，在传统分认的薄膜生长过程与模工基础上，进行了补充和完善。介绍了计算机模拟薄膜生长的多种模型与方法及其应用特点，包括了分子动力学模型、蒙特卡洛模型、动力学蒙特卡洛模型以及具有发展潜力的量子力学模型。简介了当前国内外计算机模拟薄膜生和的研究现状。     

Ni在Ni(100)面的薄膜生长的蒙特卡罗模拟

采用晶格动力学蒙特卡罗(KLMC)方法模拟Ni在Ni(100)面的薄膜生长,对原子的沉积、吸附、扩散、成核、生长等微观过程采用了合理的模型,研究基板温度和沉积速率对薄膜的生长形貌和表面粗糙度的影响.模拟结果表明:沉积在基板上的原子逐步由各个离散型变成紧致型的近四方形的岛,并由二维向三维岛转变,最后连接成膜;基板温度越高,沉积速率越低,生成的薄膜越平整,粗糙度越小;沉积速率一定,表面粗糙度随着基板温度的增加而减小,当基板温度达到一定值时粗糙度降为零.     

不同工况下薄膜生长结构的计算机模拟

用蒙特卡罗方法，在计算机上模拟了不同工况下薄膜的生长结构，证明了阴影效应和沉积原子的有限迁移是导致柱状结构的原因．采用离子束辅助沉积工艺，可提高膜层聚集密度，消除柱状结构     

薄膜生长与原子尺度的计算机模拟

总结了近年来多篇文献报道的新现象,在传统公认的薄膜生长过程与模式基础上,进行了补充和完善.介绍了计算机模拟薄膜生长的多种模型与方法及其应用特点,包括了分子动力学模型、蒙特卡洛模型、动力学蒙特卡洛模型以及具有发展潜力的量子力学模型.简介了当前国内外计算机模拟薄膜生长的研究现状.     

C60在再构的金刚石（100）表面沉积的计算机模拟研究

用分子动力学模拟的方法和Ｔｅｒｓｏｆｆ多体势函数对低能入射的Ｃ６０分子在再构的金刚石表面沉积的过程进行模拟研究。以Ｃ６０初始入射能量为３０ｅＶ和６０ｅＶ垂直于表面入射时，入射的Ｃ６０分子没有多金刚石表面反弹出来，而是与金刚石表面相互吸引而导致Ｃ６０分子沉积在金刚石的表面。     

薄膜外延生长中表面原子过程的动力学研究

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，对原子扩散、原子团扩散、多层膜生长等过程的动力学行为进行了详细的分析，进一步探讨了薄膜生长的微观机制．     

薄膜生成过程的计算机模拟研究

根据多种制膜方法的共同点建立模型，用微机模拟源物质粒子在靶衬底上沉积成膜的全过程，研究了影响薄膜质量的工艺条件，如沉积速率、衬底温度等因素在微观成膜过程中所表现出来的物理细节及其规律。     

氢原子在Cu,Pt（100）,（111）,（110）面上的吸附扩散势能面结…

构成了Ｈ－Ｃｕ，Ｈ－Ｐｔ相互作用的５参数Ｍｏｒｓｅ势、用经典的对势 氢原子在Ｃｕ（１００），Ｃｕ（１１１），Ｃｕ（１１０），Ｐｔ（１００），Ｐｔ（１１１），Ｐｔ（１１０）面上的吸附和扩散，得到了氢原子在６个表面上的吸附位，吸附几何，键能及本征振动等数据和实验结果附和得很好。     

溅射沉积温度对薄膜生长影响的计算机模拟

利用Monte Carlo方法对薄膜生长过程进行计算机模拟.模型针对粒子的沉积、吸附及粒子的扩散等过程,研究了粒子允许行走的最大步数对薄膜生长形貌的影响.结果表明:随温度升高,粒子行走步数增加,薄膜的生长经历了从分散到分形团聚的过程;在粒子行走步数越小的情况下,薄膜越易趋向于分散生长.     

汽相沉积薄膜过程的计算机模拟

利用计算机模拟给出汽相沉积薄膜的过程，计算出不同模型下的薄膜微观结构，并对薄膜微观结构特征进行了讨论     

Mechanistic Details of Surface Reactions in Atomic Layer Deposition (ALD) Processes

1 Results The reaction mechanisms of the atomic layer deposition (ALD) processes used for thin-film growth have been characterized by a combination of surface sensitive techniques. Our early studies focused on the deposition of TiN films from TiCl4 and ammonia,starting with the independent characterization of each of the two half steps comprising the ALD process. It was found that exposure of the substrate to TiCl4 leads to the initial deposition of titanium in the 3 oxidation state; only at a later st...     

N2O在Pt(111)表面的吸附结构

基于密度泛函理论和周期平板模型,通过Nt-T,Nt-T-O-T,Nt-B-O-T,Nt-B-Nc-T和Nt-T-Nc-T五种吸附结构研究了N2O分子在Pt(111)表面的吸附,发现Nt-T位是最稳定的吸附位,且吸附主要是通过末端Nt原子与表面作用.从吸附结构分析了N2O分子在Pt表面可能的解离过程.     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

HREELS study on coadsorption of oxygen and cyclohexanone on the Pt(111) surface

The coadsorption of cyclohexanone and oxygen on Pt(111) has been investigated by HREE-LS and TDS. At 205 K the presence of oxygen induces an “extra” red-shift of the C = O stretching of coadsorbed cyclohexanone. Heating this coadsorbed surface from 205 to 250 K leads to further dehydrogenation to form intermediate species and to complete disappearance of the C = O stretching band. Above 300 K, the molecule rings of dehydrogenation species cleave to form hydrocarbon fragments and CO molecules which directly desorb into the vacuum or react with preadsorbed oxygen to produrn CO₂ which leave the surface immediately. TDS results provide further evidence that the preadsorbed oxygen promotes the decomposition of cyclohexanone.     

MOCVD法制备Fe/Mo功能梯度材料

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,以Mo(CO)6,Fe(CO)5为物源,在Al2O3陶瓷基片上制备了 Fe/Mo功能梯度材料,并用XPS,XRD,SEM和台阶仪等技术对其成分分布、物相组成、表面形貌和厚度进行测试 和表征.结果表明:材料的组成沿厚度方向呈连续梯度变化,符合功能梯度材料的变化规律.     

聚酰胺酰亚胺(PAI)的合成及改性环氧树脂/DDS体系研究(Ⅲ)TDE-85/PAI/DDS体系碳纤维复合材料的力学性能及断貌

考查了在TDE-85/DDS体系中加入不同端基,不同分子量的PAI后对其碳纤维复合材料性能的影响。结果发现,PAI的分子量在19 000～40 000范围内对复合材料的影响不大,而PAI有无活性端基和用量的影响却较大,并发现,加入20％未封端的PAI到TDE-85/DDS体系中所制得的复合材料的综合性能最好,其断裂韧性G_(IL)可提高63％左右,并且不影响其热性能,此外,还用SEM对复合材料断貌进行了分析。     

Pt在CeO_2(111)面吸附的第一性原理研究

基于广义梯度近似(GGA)的投影缀加平面波(Projector augmented wave,PAW)赝势和具有三维周期性边界条件的超晶胞模型,用DFT+U的方法,计算并分析了Pt在CeO2(111)p(2×2)面上的吸附能,电子结构和化学特性.考虑了Pt在多个不同位置的吸附,结果表明:Pt最易在O的桥位偏向次层O的顶位吸附;在CeO2(111)p(2×2)面上吸附的Pt原子之间的几乎没有相互作用;Pt的吸附只对其近邻的衬底原子结构有明显影响.以上结果有助于对三元催化剂中Pt与CeO2的协同作用机理的理解.