薄膜生长的理论模型与MonteCarlo模拟.ppt
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1、薄膜生长的理论模型与Monte Carlo模拟,华中科技大学电子系0208班H1小组计算材料学课程设计报告2005年5月,分组情况,找资料论文:邹譞,魏文祥,吴杰资料翻译:陈义琦,李莉建模:吴杰,陈义琦,李莉,崔铮,林泽浩,黄萌.编程:邹譞,黄萌,项梁,崔铮,朱英山.会议,日志文字记录整理:李莉,朱英山.论文撰写,演示文档制作:朱英山,陈义琦.,课题项目,薄膜生长的理论模型及其蒙特卡罗模拟薄膜广泛的应用前景光电技术、生物技术、能源技术特别是电子材料和集成电路技术上的要求研究现状1。实验技术超低温下扫描隧道显微镜观察2。计算机模拟通过对不同的模型的模拟以及不同参数的设置来了解不同工艺条件下的成膜
2、过程以及各参数变化对成膜的影响。提高了试验效率,减小了试验成本和开发新材料的费用。,理论模型,理论模型碰撞 源物质粒子离开源向靶沉积,气相原子沉积到表面并被表面吸附变成吸附原子迁移 落到靶上的粒子在衬底上移动,寻找较稳定的结合点。,理论模型,成核 源物质粒子互相结合,形成晶核 蒸发 热运动导致成核的粒子重返靶外空间 成膜 晶粒长大到互相连接成片 二维三维,Monte Carlo 方法模拟成膜过程的可行性分析,动力学方法 弊端:需要在巨型计算机上追踪计算数以万计的粒子在各瞬时受的力、运动速度和轨迹。显然,这样做难度是很大的。Monte Carlo 方法 成膜过程是大量微观粒子在给定宏观条件约束下
3、的集体行为,但是就每一粒子的运动而言其运动实际也是每一步都是随机的 连续空间(continuum space,CS)离散晶格(Discrete Lattice,)便于编程实现,编程实现二维,二维薄膜生长模拟中采用10001000的方形格子作为衬底,随机向衬底入射N个粒子每个粒子可运动W步。N决定于所需要成膜的厚度与面积W决定于入射粒子的能量,电场,磁场或者激光方法来控制,编程实现二维,判断最近邻,次近邻简化1衬底原子不动简化2单位时间只跟踪一个粒子简化3格点处是衬底点阵能量极小值,编程实现二维,编程实现三维,7070500立方体格子 最近邻五个格点次近邻八个格点其余算法都是从二维推广到三维,二
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