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《北京化工大学》 2007年
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气相沉积中薄膜织构的形成与价电子结构的关系

李志峰  
【摘要】: 气相沉积薄膜中的织构对薄膜性能有着显著的影响,但影响织构形成的因素很多,因此沉积得到的织构取向不容易控制。本文通过建立气相沉积过程中分子的团簇模型,用固体经验电子理论(EET),计算分析了在气相沉积的条件下,得到的织构取向与所沉积物质价电子结构的关系,从本质上分析在何种情况下可以得到预想的织构取向,对实验有着重要的指导作用。 对不同结构的元素分别建立沉积团簇模型,研究了bcc、hcp金属和金刚石在非晶或多晶衬底上气相沉积的时候的织构形成情况与价电子结构的关系。通过计算分析发现: 1、bcc金属在非晶或多晶衬底上气相沉积时在较低温度不出现织构;在适当的温度下最可能出现(110)平行基底的织构,(112)、(100)的织构也可能出现,但不会出现(111)织构;温度升高不同取向的织构将先后消失。 2、在气相沉积hcp金属薄膜的时候,最有可能得到的是取向为(001)的薄膜织构,其它织构,如(102)、(012)等也可能出现,这是由于组成它们的团簇的价电子总数与(001)薄膜织构团簇的价电子总数相差不大造成的。 3、在气相沉积金刚石薄膜的时候最有可能出现的织构是(110)、(111)、(100)。且由于共价电子对总数的相近(111)和(100)面织构往往是共同存在于金刚石沉积薄膜中的。根据形成面织构的团簇所含的价电子对的数量,可以判定(110)面织构具有最好的力学性能。 用分子经验电子理论中的界面之间的价电子关系分析了在单晶Si衬底上沉积金刚石薄膜所得到的织构与价电子结构的关系:以Si(100)、(111)、(110)面作衬底的情况下可能得到的金刚石和c-BN的主要面织构分别为(100)、(111)、(110)。而且以金刚石(100)面做衬底沉积c-BN(100)取向织构薄膜或者是外延c-BN薄膜都比以Si(100)面为衬底要容易。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB383.2

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【参考文献】
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