收藏本站
《南昌大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

薄膜晶体缺陷形成与控制的分子动力学模拟研究

周耐根  
【摘要】:薄膜晶体缺陷主要形成于原子沉积生长过程之中,而现有实验分析手段的空间和时间分辨能力都无法胜任对原子尺度微观过程的研究。我们以面心立方金属为对象、采用三维分子动力学方法对几种薄膜缺陷形成的原子机理与控制方法进行了原子模拟研究。原子间相互作用力采用EAM多体势函数计算。研究内容包括:外延薄膜沉积生长的分子动力学模型、模拟方法与相应程序的建立及对原子沉积过程的基本研究;111外延生长薄膜中失配位错、孪晶与一种应力致生长织构的结构、形成机制及可能的控制方法;在纳米晶柱阵列衬底上外延生长高质量、易剥离薄膜晶体的可能性。研究发现: (1) 保持表面原子级平整可使薄膜在超过临界厚度数十倍的情况下仍不形成失配位错。但这种结构对微扰十分敏感,表面仅单原子层厚的微小凹凸或高温下的热扰动都能使失配位错迅速形成。 (2) 负失配条件下,失配位错成核于一种发生在薄膜表层的类似于“局部熔融—重结晶”的过程,它起自薄膜内部压应力与表面台阶共同作用下被挤出的一个倒四面体构型的原子团。其结构为伯格斯矢量与失配方向一致的、滑移面与生长面平行的全刃位错,个别情况下也会呈现为由两个部分位错夹着一片层错组成的Shockley扩展位错。 (3) 正失配条件下,失配位错的结构与成核机制出现两类情况。当失配度f_x≥0.05时,位错结构与成核机制与负失配条件下类似,不同之处是局部熔融源自与表面相交的滑移台阶;当f_x≤0.04时,失配位错直接形成于由表面向内部推进的局部滑移。其伯格斯矢量与失配方向成60°夹角。该位错形成后迅速从薄膜表层沿其滑移系向薄膜与衬底间界面滑移。 (4) 在适当几何条件下,采用纳米晶柱阵列衬底可以在不形成失配位错的情况下释放外延薄膜中的失配应变,有效地抑制失配位错的形成,获得高质量、易剥离外延薄膜。 (5) 在111生长中,表面沉积原子在入射碰撞和热运动迁移过程中随机占
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383.2

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 潘华清;周耐根;周浪;;生长温度和表面增原子对外延薄膜中失配位错形成的影响[J];南昌大学学报(理科版);2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 苗瑞霞;4H-SiC外延材料低位错密度关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 陆学斌;多晶硅纳米薄膜压阻特性及其压力传感器应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 潘华清;外延薄膜晶体失配位错形成的动力学条件[D];南昌大学;2007年
2 黄俊;沉积原子入射对外延铝薄膜中失配位错形成的诱发作用研究[D];南昌大学;2007年
3 于丹;颗粒振动高密度堆积的数值模拟研究[D];东北大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈晓明,付羿,冯淦,张宝顺,冯志宏,杨辉;用侧向外延生长法降低立方相GaN中的层错密度[J];半导体学报;2002年10期
2 毛卫民,张弘;大规模集成电路导电薄膜的织构效应[J];北京科技大学学报;2000年06期
3 韩培德;半导体ZnTe外延层中三重位错带的显微结构研究[J];电子显微学报;1998年01期
4 于梅芳,巫艳,陈路,乔怡敏,杨建荣,何力;ZnCdTe衬底上HgCdTe分子束外延的位错密度[J];固体电子学研究与进展;2002年02期
5 李嘉席,孙军生,陈洪建,张恩怀;第三代半导体材料生长与器件应用的研究[J];河北工业大学学报;2002年02期
6 段香梅,龚新高;分子动力学模拟粒子在表面上的俘获过程[J];计算物理;2000年06期
7 周 浪,周耐根,朱圣龙;内应力对金属薄膜生长织构的影响[J];金属学报;2002年08期
8 周耐根,周浪;生长铜膜中孪晶形成与出现几率的分子动力学模拟[J];金属学报;2004年09期
9 张永伟,王自强;分子动力学方法在研究材料力学行为中的应用进展[J];力学进展;1996年01期
10 文玉华,周富信,刘曰武,周承恩;纳米晶铜单向拉伸变形的分子动力学模拟[J];力学学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周富信;文玉华;刘曰武;;纳米晶体力学性质的分子动力学模拟[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李之杰;碳团簇沉积类金刚石薄膜机制的分子动力学模拟研究[D];复旦大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 文卫无;纳米单晶铜杆的分子动力学模拟与性能研究[D];西北工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴桂芳,宋学平,刘勇,林伟,孙兆奇;衬底温度对溅射硅基铜膜(Cu/Si)应力的影响研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年03期
2 周健;赖君荣;;乙酰丙酮铟的制备[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
3 宋学萍;王佩红;孙兆奇;;射频溅射Si膜的微结构与光学性质研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年03期
4 何龙庆;林继成;石冰;;菲克定律与扩散的热力学理论[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
5 刘国龙;关巍;高远;;TCO玻璃的应用及制备方法[J];安阳工学院学报;2010年02期
6 魏齐龙,陈铮,刘兵;电场固溶对铝锂合金性能和断裂特征的影响[J];兵器材料科学与工程;2002年05期
7 黄丹,陶伟明,郭乙木;分子动力学模拟单晶纳米铝丝的拉伸破坏[J];兵器材料科学与工程;2005年03期
8 刘平安;曾令可;税安泽;程小苏;王彗;;超细碳化钛粉体的制备及应用研究进展[J];兵器材料科学与工程;2006年05期
9 张媛媛;张文飞;王鹏;;不同温度下纳米单晶铜杆拉伸的分子动力学模拟[J];兵器材料科学与工程;2007年04期
10 王岩;徐晋勇;高成;高波;李元明;;不锈钢渗铜铈渗层成分及硬度[J];兵器材料科学与工程;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯武锋;王春青;;电子元件焊接中的钎料合金研制及钎料合金设计方法[A];全国第六届SMT/SMD学术研讨会论文集[C];2001年
2 胡明;高晓明;孙嘉奕;伏彦龙;杨军;汪晓萍;翁立军;;多弧离子镀低温沉积Ti薄膜的结构和力学性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
3 王金相;张晓立;王经涛;赵铮;;爆炸加载制备纳米晶铜实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
4 龙述尧;曾塬;许莹莹;童杰;;硅纳米丝的分子动力学模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 庞世红;马眷荣;马振珠;;在线化学气相沉积过程的动力学研究[A];2007中国浮法玻璃及玻璃新技术发展研讨会论文集[C];2007年
6 王海斗;徐滨士;刘家浚;康嘉杰;朱丽娜;;反应生成MOS_2固体润滑薄膜的表征与摩擦学性能[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(一)[C];2008年
7 吴国松;汪爱英;徐采云;孙丽丽;代伟;姚寿山;;镁合金表面气相沉积金属薄膜的制备与腐蚀性能研究[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(二)[C];2008年
8 刘平;赵学全;关丽;梁禄生;陈土华;童真;邓文基;;新型有机电致变色材料的制备及其性能[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
9 刘忠伟;孙滨如;张保军;周越;;红外反射谱法测量金刚石薄膜的厚度和折射率[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
10 夏章能;徐洁;;AlN陶瓷化学镀法金属化机理[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 尹莉;微尺度下结构的静动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
3 石倩;薄膜电池LiV_3O_8正极材料的结构控制与电化学性能[D];华南理工大学;2010年
4 谭红琳;金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究[D];昆明理工大学;2009年
5 欧利辉;密度泛函理论计算在电催化反应以及电催化剂设计中的应用[D];武汉大学;2010年
6 陈欣;蛋白质在不同界面的识别、吸附及稳定性研究[D];浙江大学;2009年
7 孔哲;硅/二氧化硅表面自组装单分子膜的性质、制备及应用研究[D];浙江大学;2011年
8 刘云燕;ZnO薄膜的表面形貌与应力特性研究[D];山东师范大学;2011年
9 项若飞;硅衬底上GaN外延层和AlGaN/GaN异质结的MOCVD生长研究[D];华中科技大学;2011年
10 闫小兵;过渡金属氧化物阻变存储器的制备及其开关机制研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜丽红;功率超声对流动A356熔体半固态组织的影响研究[D];南昌航空大学;2010年
2 徐蕙;CuO薄膜和Cu/TiO_x复合薄膜的制备与表征[D];浙江理工大学;2010年
3 张科;薄膜/基体系统三维压痕实验力学模型研究[D];郑州大学;2010年
4 王方文;侧基横挂偶极单元的液晶聚对苯撑乙炔的合成及性质表征[D];郑州大学;2010年
5 王钢;电厂循环水绿色水处理剂缓蚀阻垢性能的研究[D];长沙理工大学;2009年
6 肖柳;第一原理研究六方氮化硼不同结构的稳定性[D];中国海洋大学;2010年
7 贾波;铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能[D];中国海洋大学;2010年
8 王甲世;纳米压痕法确定横观各向同性压电薄膜的力电耦合系数[D];湘潭大学;2010年
9 王涛;镍/铁沉积薄膜微观结构及其特性的分子动力学研究[D];湘潭大学;2010年
10 郑德立;镍/铝薄膜拉伸的分子动力学研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王跃林,刘理天,郑心畲,李志坚;多晶硅应变膜压力传感器[J];半导体学报;1990年09期
2 刘晓为,霍明学,陈伟平,王东红,张颖;多晶硅薄膜压阻系数的理论研究[J];半导体学报;2004年03期
3 揣荣岩;刘晓为;霍明学;宋明浩;王喜莲;潘慧艳;;掺杂浓度对多晶硅纳米薄膜应变系数的影响[J];半导体学报;2006年07期
4 高志远;郝跃;李培咸;张进城;;异质外延GaN中穿透位错对材料发光效率的影响[J];半导体学报;2008年03期
5 杨震宇;王明湘;王槐生;;多晶硅薄膜晶体管自加热效应温度分布的有限元模拟[J];半导体学报;2008年05期
6 赵红;张荣;谢自力;刘斌;修向前;陆海;李亮;刘战辉;江若琏;韩平;郑有炓;;阴极荧光联合分析系统在III族氮化物研究中的应用[J];半导体学报;2008年06期
7 田敬民;SiC半导体材料与器件(2)[J];半导体杂志;1996年02期
8 何耀洪,谢重木;宽禁带半导体材料特性及生长技术[J];半导体杂志;1999年04期
9 程远方,果世驹,赖和怡;球形颗粒随机排列过程的计算机模拟[J];北京科技大学学报;1999年04期
10 朱秀文,侯曾燏,米健;高性能多晶硅压力传感器的研制[J];传感技术学报;1993年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李之杰;碳团簇沉积类金刚石薄膜机制的分子动力学模拟研究[D];复旦大学;2004年
2 肖国先;料仓内散体流动的数值模拟研究[D];南京工业大学;2004年
3 蒋红英;颗粒介质传力特性及其在岩土工程中的若干应用问题[D];兰州大学;2006年
4 孙泽辉;纳米薄膜力学行为的分子动力学模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
5 揣荣岩;多晶硅纳米薄膜压阻机理与特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 徐淑霞;多晶硅高温压力传感器设计[D];沈阳工业大学;2003年
2 文卫无;纳米单晶铜杆的分子动力学模拟与性能研究[D];西北工业大学;2004年
3 李艳洁;堆积问题的离散元模拟—实验研究[D];中国农业大学;2005年
4 张林;二维颗粒系统中力分布的理论研究[D];南京师范大学;2005年
5 崔凌国;约束Delaunay四面体剖分及其相关算法的研究[D];西北工业大学;2006年
6 宋震煜;纳米梁的非线性行为研究及单晶硅纳米薄膜杨氏模量的分子动力学模拟[D];东南大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 施长治;多晶硅纳米薄膜在压阻传感器应用中的关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 宋庆文;4H-SiC功率UMOSFETs的设计与关键技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郑振兴;CoFe_2O_4/SrTiO_3磁电复合陶瓷的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 黄俊;沉积原子入射对外延铝薄膜中失配位错形成的诱发作用研究[D];南昌大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵红,何伟全;蓝绿光半导体光电子器件的研究与发展现状[J];半导体光电;2000年S1期
2 李玉增;GaN基薄膜材料和器件的最新进展[J];半导体技术;1998年03期
3 邓志杰;SiC晶体生长和应用[J];半导体技术;1998年05期
4 刘海涛,陈启秀;宽禁带半导体功率器件[J];半导体技术;1999年02期
5 顾忠良;GaN半导体研究与进展[J];半导体情报;1999年04期
6 杨克武,潘静,杨银堂;SiC半导体材料及其器件应用[J];半导体情报;2000年02期
7 宋登元;GaN器件的某些关键工艺及其进展[J];半导体情报;1997年04期
8 章其麟,孙文红,刘燕飞,毕书亮,耿金花,秦国刚;GaN材料生长研究[J];半导体情报;1997年05期
9 任学民;SiC单晶生长技术及器件研究进展[J];半导体情报;1998年04期
10 范建兴,陈启秀;金刚石薄膜半导体器件[J];半导体情报;1998年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱宏喜;毛卫民;冯惠平;;孪晶对CVD自支撑金刚石薄膜微区织构的影响分析[J];中国体视学与图像分析;2005年04期
2 赵骧,左良,徐家桢,梁志德;大晶粒材料晶粒体积对织构的影响[J];东北大学学报(自然科学版);1988年04期
3 尤世武;Al-Li合金板 <111> 织构的形成及晶体空间取向分布特征[J];上海有色金属;2003年02期
4 陈志红,余志明,许向阳,刘王平;甲烷浓度对金刚石薄膜织构的影响[J];金刚石与磨料磨具工程;2005年02期
5 朱宏喜;鱼敏英;刘玉亮;田保红;赵清坡;;孪晶对CVD金刚石薄膜宏观织构组分的影响[J];科学技术与工程;2009年13期
6 朱宏喜;顾超;任凤章;田保红;;CVD金刚石薄膜宏观织构的形成过程[J];科学技术与工程;2011年12期
7 张德芬,王福,左良;3104铝合金冷轧变形织构的分析[J];轻合金加工技术;2003年07期
8 张少睿,彭颖红,李大永;含有微量稀土元素钇的高纯铝板主要织构及其冲压制耳的研究[J];机械工程材料;2005年01期
9 朱宏喜;顾超;薛永栋;任凤章;;衬底温度对CVD金刚石薄膜织构的影响[J];物理测试;2011年04期
10 王给祥,董殿洪,李亦兵;织构CdS表面形态及电学参数的探讨[J];太阳能学报;1982年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨平;孟利;王玉峰;崔凤娥;毛卫民;;利用EBSD技术分析银薄膜中的晶粒异常生长、孪晶及织构[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
2 朱宏喜;毛卫民;冯惠平;;CVD自支撑金刚石薄膜微区织构的EBSD检测分析[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
3 季红;季勇;周萍;郑鹉;王艾玲;姜宏伟;;退火对NiCo薄膜各向异性磁电阻(AMR)的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
4 覃继宁;张荻;张国定;王文龙;Jae-Chul Lee;;SiC颗粒增强6061铝基复合材料ECAP过程的织构研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
5 江少群;马欣新;唐光泽;孙明仁;;退火时间对La-Sr-Mn-O薄膜结构和金属—绝缘体转变的影响[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(二)[C];2008年
6 覃继宁;张荻;张国定;王文龙;Jae-chul Lee;;SiC颗粒增强6061铝基复合材料ECAP过程的织构研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
7 胡广勇;马瑞新;王超群;;Mo基片上钨镀层织构的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 严峰;赵敏;吴昆;;SiC_w/MB15镁基复合材料超塑性变形过程中的织构分析[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
9 李慧峰;辛宪诚;张文康;;中间退火温度对高牌号无取向电工钢组织、织构及性能的影响[A];2010第11届中国电工钢专业学术年会论文集[C];2010年
10 吴小弟;闻发平;郑芳;;耐指纹板丝状斑迹和热轧高斯织构关系的分析[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 思维;柔版印刷薄膜表面处理[N];中国包装报;2002年
2 唐诗全;攀钢一项应用性基础研究课题通过鉴定[N];世界金属导报;2003年
3 陈昌云;厂务公开用机制做保障[N];中国矿业报;2004年
4 李京成;热轧薄板的生产技术[N];世界金属导报;2000年
5 ;金属塑性变形微观机理及织构若干问题的研究[N];湖南日报;2004年
6 利姆;棚室降湿有八招[N];新疆科技报(汉);2008年
7 符朝贵;BOPET:虽然局面被动 仍有多处亮点[N];中国包装报;2008年
8 ;BOPP防雾膜主要技术特点和创新点[N];中国包装报;2007年
9 本版编辑 杲默 晓沫 沐阳 记者 梁晶 李艳雯;欲善其事 先利其器[N];中国包装报;2006年
10 山东省东平县农业局 王凤英;大棚除湿8招儿[N];河北农民报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周耐根;薄膜晶体缺陷形成与控制的分子动力学模拟研究[D];南昌大学;2005年
2 王新建;溅射铜和铜合金薄膜的微观结构与性能[D];上海交通大学;2009年
3 程东;Cu/Ni纳米多层膜微观强化机理及微摩擦学特性的分子动力学模拟[D];大连海事大学;2005年
4 赵艳;激光制备氧化锌纳米材料及其激光辐照效应研究[D];北京工业大学;2008年
5 洪波;电沉积铜薄膜中织构与内应力的研究[D];上海交通大学;2008年
6 常丽丽;变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能[D];大连理工大学;2009年
7 刘超;磁控溅射Ni-Mn-Ga合金薄膜的相变行为与性能[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 战佳宇;功能性聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年
9 姜志全;氧化铝薄膜表面的钼基模型催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
10 包全合;脉冲激光沉积羟基磷灰石薄膜微观组织及性能表征[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄俊;沉积原子入射对外延铝薄膜中失配位错形成的诱发作用研究[D];南昌大学;2007年
2 潘华清;外延薄膜晶体失配位错形成的动力学条件[D];南昌大学;2007年
3 周宇;国产新锆合金管材冷轧过程中的微观组织与织构研究[D];重庆大学;2012年
4 王吉宁;磁控溅射Cu-Fe薄膜的结构表征与性能[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 周华明;无氟-MOD法制备DBCO外延薄膜及工艺研究[D];西南交通大学;2007年
6 刘颖峰;定向凝固织构研究及机理的探讨[D];湘潭大学;2004年
7 喻倩;钛氧薄膜表面等离子体浸没氨基化及Ln固定研究[D];西南交通大学;2010年
8 杨玉娥;织构对铁电薄膜有效模量的影响[D];湘潭大学;2004年
9 马飞;晶体表面能各向异性分析及其对薄膜中异常晶粒生长的驱动作用[D];陕西师范大学;2004年
10 柯立勤;HFCVD金刚石多晶膜的形貌、织构和孪晶的研究[D];中南大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026