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沉积速率对ZnO薄膜生长过程和微结构影响的分子反应力场方法研究
年第 期( )卷 1418 2013 10 44 文章编号: ( ) 1001-9731201310-1418-04 沉积速率对ZnO薄膜生长过程和微结构影响 的分子反应力场方法研究∗ , , 刘永利 刘 欢 祁 阳 ( , ) 东北大学 理学院 辽宁 沈阳 110819 : — 、 — 、 — 摘 要 应用基于反应力场的分子动力学方法研究 是一个伴随着 键断裂和连结 Zn O Zn ZnO O ( ) , , ( 了ZnO薄膜 001表面作为衬底的薄膜沉积生长过 的过程 因此 采用分子反应力场方法 reactiveforce [] , , ( 、 / , )8 。 程 初步讨论了 时 沉积速率 和 才是研究该类问题的较佳选择 500K 1.52.5 3.5m fieldReaxFF ) 。 s变化对沉积薄膜质量的影响 结果表明沉积速率约 反应力场方法在处理有化学键生成或断裂的分子 / , , 。 3.5m s时 衬底结构最稳定 沉积原子结构径向分布 体系方面有特殊的优势 体系中相连原子间作用基于 、 , ; , ( 函数曲线特征峰尖锐 明显 有序度较高 每原子层密 键序的计算而得到 而非成键原子间作用 如分子间作 , , ) 度分析表明优化的沉积温度和沉积速率下 沉积形成 用力 库伦作用力 则基于每原子对间相互作用计算而 。 。 的薄膜结构稳定而又致密 在预置衬底表面平坦的情 得到 反应力场方法采用了基于几何结构的电荷计算 , — , 。 况下薄膜呈现一种岛状的生长模式 近衬底区Zn O 法 因此考虑了体系原子或离子间的极化影响 对有 , , : 键呈现理想的生长取向 而近表面区则两种生长取向 一定共价键的ZnO体系 总能公式表示如下
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