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《兰州大学》 2011年
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团簇源中团簇形成的DSMC模拟研究

张连华  
【摘要】:团簇沉积成薄膜作为一种新的制膜技术而受到广泛的关注。它不仅能生长通常方法难以复合的薄膜材料,而且还能在比分子束外延法所需温度较低的条件下进行。目前这一技术已被用来制备高性能金属、半导体、氧化物、硫化物和有机薄膜等。由于膜的性质由团簇的性质影响,所以对团簇的形成过程的研究尤为重要。本论文中,我们利用直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC),用Fortran语言汇编程序并自建模型,研究了在气体凝聚团簇源和磁控溅射气体凝聚团簇源中影响团簇生长的各因素。该论文的具体内容及结果归纳如下: 1.模拟了气体凝聚团簇源在不同的腔长,不同的腔壁温度和不同惰性气体的含量的条件下,Cu团簇的尺寸分布。模拟结果表明:腔的长度越长,产生大团簇的比例越大;腔壁的温度越低,产生的大团簇的比例越大;惰性气体的含量比例越高,产生的大团簇的比例越小;相同的惰性气体含量下,He/Ar比值越高,产生大团簇的比例越大。 2.模拟了气体凝聚团簇源的引出口尺寸和中心位置不同的条件下,Cu团簇的尺寸分布以及模拟了随着时间的增长,腔内团簇数目的变化。模拟结果表明:引出口的直径越大,产生大团簇的比例越小;在引出口的直径相同的情况下,引出口的中心位置偏离坐标原点比在原点产生的大团簇的比例要大;随着时间的增长,腔内团簇数目先变多后变少。 3.模拟了磁控溅射气体团簇源中Cu+(Cu-)的含量比例不同的条件下,Cu团簇的尺寸分布。模拟结果表明:随着含量比例的增加,团簇的尺寸分布变窄了,不带电的团簇的比例增加,不带电的铜团簇分布的最大值减小;与气体凝聚团簇源中带电团簇的比例为零相比,相应的带正电荷和带负电荷团簇的比例先增加后减小;相同的含量比例下,带正电的团簇的尺寸分布与带负电荷的团簇的尺寸分布基本相同;初始Cu-比Cu+的含量比例大时,输出的主要是带负电荷的团簇,带正电荷和不带电的团簇占很小的比例;Cu-含量比例的增加,Cu-团簇的尺寸分布减小。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O561

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【参考文献】
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