(001)和(110)表面上薄膜生长特性的研究

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1、产，气‘：。。．：L，一‘J．～、，、一AThesisinCondensedMatterPhysicsCharacteristicsStudyofThinFilmGrowthon(001)and(110)SubstratesbyChenDandanSupervisor：ProfessorLiLinNortheasternUniversityJanuary2008㈣5m5唧7Ⅲ川ⅢⅢ川●lⅢ4眦8iiii●lⅢY}．‘、，，JJ■111独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：僭，丹肆日期：po易．^刀．学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。)学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：r．j●J一位论文摘要(001)和(11

3、0)表面上薄膜生长特性的研究摘要本论文针对不同基底上，薄膜生长初期的特性进行一些模拟研究，主要由两部分内容构成：一是(001)基底上的岛形貌由紧致向枝晶生长转变的新现象；二是Ag(110)和Cu(110)基底上的条形岛生长特性研究。论文首先介绍了一些研究背景，基于实验研究得到的STM图象，介绍了岛形貌的分类，同质、异质外延生长。接着给出了薄膜生长的基本理论，着重指出表面上两种不同的扩散类型：跳跃扩散和交换扩散。为了使模拟更接近真实情况，考虑了基底上粒子的交换运动机制。利用动力学蒙特卡罗bec(001)和fcc(110)模型，模拟研究得到以下结果：1．当沉积速率F>0．

4、0015ML／s时，在(001)基底上发现了由紧致岛向枝晶岛转变的新现象，在该现象中，‘岛数目随基底温度的升高而减少、随沉积速率的增大而增多。岛形貌由紧致向枝晶转变所需要的转变温度也随着沉积速率的升高而升高。2．AgO10)基底上，低温下岛呈现无规则生长，由于粘结的各向异性(in．channel的粘结稳定，cross．channel的粘结不稳定)。中间温度时岛形貌沿[110]方向形成单原子条形生长，较高温度时，in．channel的粘结也不再稳定，阻碍了【1lO】方向上的条形岛增长，出现由一维生长向二维生长的转变。且条形岛长度随基底温度的升高、沉积速率的降低而变长。该

5、一维向二维生长转变的转变温度会随着沉积速率的增加而升高，随着覆盖率的增加而降低。3．由于CuotO)基底上粒子的跳跃频率比Ag(1lo)基底上高，所以在Cu(1lo)基底上更容易形成条形岛，一维向二维生长的转变温度也低于Ag(110)基底。关键词：薄膜生长；岛形貌；(110)5底；蒙特卡罗模拟¨一K融．一1Jl●●■{；，’●Thethesisisaboutthecomputersimulationofearlythinfilmgrowthondifferentsubstrates．Itiscomposedoftwoparts．Ononehand，itisabouta

6、newtransitionfromcompactislandmorphologytodendriticmorphology；Ontheotherhand，itisthestrips’characteristicsimulationonAg(110)andCu(110)substrates．Atfirst，somestudybackgroundisintroducedinthethesis．Thekindsofislandmorphologiesandthedifferencesbetweenhomoepitaxialandheteroepitaxialareintro

7、ducedaccordingtotheSTMmorphologiesobtainedfromexperiments．Thenthebasictheoryofthinfilmgrowthisgiven．Twomaindiffusionmechanismarehighlightedinit，oneishoptheotherisexchange．Inordertosimulatetherealitiesbetter，theexchangediffusionmechanismisconsideredinourtwomodels：theKMCbcc(001)m