温度对Pt/Au异质外延薄膜生长影响的分子动力学模拟

【摘要】：异质外延生长的研究是薄膜生长中的重要研究方向,要认识异质薄膜生长的物理本质必须从原子级别来研究,无论是对改进制备工艺,还是提高薄膜质量都有着十分重要的指导作用。本文利用计算机模拟方法,采用了EAM原子间相互作用势对Pt/A(?)(111)异质外延生长进行了模拟,分析了不同的沉积温度对薄膜表面粗糙度的影响、薄膜的生长模式、薄膜和衬底界面处的互扩散现象、薄膜各原子层相对密度的变化关系等方面,并简单分析了在外界条件下,Pt/Au薄膜和Au/Pt薄膜生长状态的差异。 本文主要结论如下： 1.沉积温度影响Pt/Au外延薄膜的生长模式：在300K-700K沉积温度下,Pt/Au体系在生长初期均表现为二维的层状生长模式；但随外延时间的增长,在300K的温度下,Pt薄膜会呈现出三维的小岛状生长模式；在500K和700K的温度下,薄膜的生长模式则逐渐过渡到层状生长；在700K的温度下,Pt薄膜呈现出明显的层状生长特征。 2.沉积温度影响Pt/Au外延薄膜的结构：随沉积温度的升高,Pt/Au薄膜的表面形貌由粗糙逐渐过渡为光滑,内部原子排列也越来越致密。 3.沉积温度影响Pt/Au外延薄膜的界面互扩散：随沉积温度的升高,Pt/Au薄膜界面处的互扩散现象增强,300K和500K时,界面互扩散仅有2-3个原子层,扩散的原子数也很少,而700K时,界面互扩散可达7-9个原子层,存在大量的互扩散原子。 4.温度对Au/Pt体系外延生长的影响规律类似,但在相同的条件下,Au/Pt体系比Pt/Au体系表面粗糙度更低,并且无界面互扩散现象。