无序杂质区域对沉积在胶体基底表面的金原子凝聚体-浙江大学物理系.PDF

第 51 卷 第 9 期 2002 年 9 月 物 　理 　学 　报 Vol. 51 ,No. 9 ,September ,2002 ( ) 10003290200251 09 196005 ACTA PHYSICA SINICA 2002 Chin. Phys. Soc. 无序杂质区域对沉积在胶体基底表面的 金原子凝聚体分形结构的影响 钱昌吉1) 　高国良1) 　李 　洪2) 　叶高翔3) 1) (温州大学物理教研室 , 温州　325027) 2) (温州大学信息学院 , 温州　325027) 3) (浙江大学物理系 , 杭州　310028) ( ) 2001 年 11 月 18 日收到;2002 年 1 月 11 日收到修改稿 　　由于受基底表面无规分布杂质的影响 ,沉积在熔融玻璃基底表面的金原子凝聚形成了具有特殊结构的分形凝 聚体. 根据这一实验结果 ,建立了各向异性的团簇团簇凝聚模型 ,对此类胶体基底表面的金原子分枝状凝聚体的 生长过程进行了计算机模拟 ,研究了无规分布的杂质区域对凝聚体各种参数的影响 ,其结果与实验相符合. 关键词 : 薄膜生长 , Monte Carlo 模拟 , 分形 PACC : 0555 , 6855 胶体基底表面无规分布的非均匀杂质区域有 1 引 言 关[14 ,15 ] . 然而对此类凝聚体的生长机理的理论解释 尚未见报道. 超薄金属薄膜的微观结构主要由沉积原子的成 本文结合在融熔玻璃表面沉积生长金原子分形 核和凝聚特性决定[1 —3 ] . 在完全无杂质无缺陷的理 凝聚体的实验 ,建立了能模拟在具有无规分布杂质 想基底表面 ,单个原子或原子团簇均能够在基底表 区域的非均匀胶体表面的分形凝聚体生长全过程的 面无规扩散和凝聚 ,并形成具有分形结构的分枝状 Monte Carlo 模型. 对各向异性胶体基底表面的金原 凝聚体. 为了对这一生长过程进行理论描述和解释 , 子分枝状凝聚体的生长机理进行了较为系统的研 ( ) [4 ] 究. 很好地解释了此类凝聚体的形成过程 ,只要适当 发展了如扩散受限凝聚 DLA 模型 , 团簇团簇凝 ( ) [5 ] ( ) [6 ] 调整模拟参数 ,能使模拟结果在分枝状凝聚体的形 聚 CCA 模型 以及沉积扩散凝聚 DDA 模型 等 许多计算机模型[7 —10 ] ,均已取得了很好成果. 但在绝 貌、相对尺寸以及分形维数等方面均与在实验中拍 大多数的实际物理系统中 ,杂质和缺陷是很难完全 摄到的金原子分枝状凝聚体的情况相符合. 消除的 ,而且有时为了某种实际应用的需要 ,还可在 清洁的基底表面人为引入杂质原子或团簇作为凝聚 2 实验方法 核 ,它们均可对薄膜的生长机理产生很大影响[11 ,12 ] . Liu 等根据存在表面活性物质的固体基底上原子形 采用真空蒸发方法制备样品. 将低熔点玻璃粉 核的实验 ,提出了 DLA 的改进模型 ,分析了基底温 (