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Influence of an External Magnetic Field on the Growth of Nanocrystalline Silicon Films Grown by MF Magnetron Sputtering

材料科学技术（英文）

关键词: 薄膜生长 , 外部磁场 , 纳米晶硅 , 磁控溅射沉积 , 等离子体状态 , 非平衡磁控溅射系统 , 中频 , 电磁线圈

Mesoscopic Simulation of Diffusion Characteristics in the Corrosion Film

材料科学技术（英文）

关键词: 扩散特性 , 腐蚀膜 , 介观模拟 , 元胞自动机模型 , 薄膜生长 , 介观尺度 , 演化规律 , 腐蚀速率

PbTiO3薄膜生长的Monte Carlo模拟Ⅱ:模拟结果与讨论

于光龙 , 朱建国 , 朱基亮 , 芦苇 , 肖定全

功能材料

根据本文作者提出的基于Monte Carlo方法模拟多元氧化物薄膜生长的三维模型及模拟算法(详见另文),编制了模拟软件,并以PbTiO3薄膜为例模拟了多元氧化物薄膜生长初期的表面形貌.模拟中选定两个输入参数为沉积速率和沉积温度,并根据相关研究报道的实验条件,分别取沉积速率处于0.1～0.001nm/s之间,沉积温度处于800～1000K之间.模拟结果表明,在薄膜生长的初始阶段,沉积速率和沉积温度对薄膜形貌的影响很大,随着沉积速率的降低和沉积温度的升高,初始凝聚岛的面积增大,总的岛的数目减小;在较低的沉积速率和较高的沉积温度条件下更容易得到薄膜的层状生长.

关键词: Monte Carlo模拟 , 薄膜生长 , PbTiO3薄膜 , 氧化物

双面高温超导带材研究进展

赵晓辉 , 陶伯万 , 熊杰 , 刘兴钊 , 李言荣

中国材料进展

介绍了采用反应溅射法制备双面Y<,2>O<,3>双面种子层长带材,通过引入水汽使Y原子在RABiTS基带上氧化成膜,同时有效的避免了基带的氧化.通过对工艺参数的优化,成功制备了高质量的Y<,2>O<,3>种子层,其面内面外半高宽仅为3.8°和1.4°,大大改善了金属基带的双轴织构特性,同时薄膜表面粗糙度仅为2.8nm.在制备的高质量种子层上采用溅射方法外延生长YSZ阻挡层和CeO<,2>模板层,薄膜表面光滑,并具有良好的均匀性和双面一致性.用双倒简靶溅射法制备YBCO超导层,采用旋转结合轴向自动进退,改善了薄膜受热不均的现象,获得了高质量的双面高温超导带材.其中短样双面临界电流Ⅰ<,c>之和超过了400 A/cm-w,同时成功制备了长度超过1米,Ⅰ<,c>>210 A/cm-W的双面高温超导带材.

关键词: 高温超导 , 涂层导体 , YBCO , 薄膜生长

热丝法化学气相沉积金刚石系统温度分布与薄膜生长关系研究

戚学贵 , 陈则韶 , 王冠中

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2001.11.009

对热丝化学气相沉积金刚石薄膜系统内的三种传热方式(传导、对流和辐射)进行了比较分析,数值计算了气相空间温度分布和衬底表面二维温度分布.采用热丝化学气相沉积工艺制备了金刚石薄膜,扫描电镜结果显示金刚石薄膜在不同生长区域呈现出与温度分布相关的微观结构与形貌.

关键词: 热丝化学气相沉积 , 金刚石 , 温度场 , 薄膜生长

EB-PVD工艺中基板温度对材料形成过程的影响

单英春 , 赫晓东 , 李明伟 , 李垚

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2006.01.009

针对电子束物理气相沉积(EB-PVD)设备的特点,研究基板温度对材料形成过程的影响.首先建立薄膜生长的基本扩散模型,然后用嵌入原子法(EAM)计算扩散激活能,以入射粒子跃迁概率表征入射原子在表面上的稳定程度,研究基板温度对低能Ni在Ni表面上扩散过程的影响.分别在较低(250～450K)和较高(750～1 000 K)两种温度下进行上述计算.研究结果表明,基板温度对跃迁概率的影响存在临界值,Ni为375 K;当基板温度低于375 K时,基板温度对跃迁概率影响很小,而当基板温度高于375 K时,跃迁概率随基板温度增加呈指数增长;基板温度较低(Ni低于375 K)时入射原子在表面上不扩散,易形成多孔疏松状材料,而较高的基板温度则有利于密实材料的形成.

关键词: EB-PVD , 薄膜生长 , 基板温度 , 跃迁概率

分子动力学方法模拟GaN薄膜生长

陈智辉 , 俞重远 , 芦鹏飞 , 刘玉敏 , 王永钢

功能材料

采用分子动力学模拟方法,应用Buckingham经验势模型,模拟纤锌矿相GaN的薄膜晶格生长.研究了GaN薄膜生长的早期阶段的形貌特点、生长规律、表面结构及动力学特性.模拟发现,N原子与Ga原子按照晶格特征吸附在衬底上,作层状分布趋势并且薄膜层从下到上晶态特征逐渐减弱.观察每层沉积原子数、空位比、沉积原子团簇质心高度与沉积原子均方位移随时间的变化规律,发现了随着时间步数增加,原子团簇逐渐达到稳定,在5000步时前3层都达到了较稳定状态,且N原子比Ga原子能更快地找到平衡位置.

关键词: 分子动力学模拟 , 薄膜生长 , Buckingham势 , GaN

薄膜生长的计算机模拟

李阳平 , 刘正堂

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2002.03.021

薄膜技术在现代科技领域中有着广泛的应用.人们对薄膜的生长过程通过理论和实验进行了深入的研究,其中计算机模拟是重要的方法.本文概述了对薄膜生长过程的实验观察结果及其理论分析,主要讨论了薄膜生长的计算机模拟中经常采用的方法-蒙特卡罗法和分子动力学方法、描述衬底上成膜粒子运动的一些模型以及在计算机模拟中需注意的一些问题,其中主要包括粒子间的相互作用、入射粒子的能量和粒子在衬底上的扩散运动.

关键词: 薄膜 , 薄膜生长 , 计算机模拟 , 计算机模型

PbTiO3薄膜生长的Monte Carlo模拟Ⅰ:模型与算法

于光龙 , 朱建国 , 朱基亮 , 芦苇 , 肖定全

功能材料

提出了一种基于Monte Carlo方法的模拟多元氧化物薄膜生长的三维模型及模拟算法,并以模拟PbTiO3薄膜的生长为例加以说明.模拟中使用的晶格空间基本单元为立方体,单个的ABO3结构晶胞简化为2×2×2个立方体,并采用周期性边界条件;Monte Carlo事件由沉积事件,扩散事件和脱附事件组成;根据PbTiO3的组成确定沉积原子的种类和比例,即根据Pb∶Ti∶O为1∶1∶3的比例借助一随机数随机选择原子的种类;原子扩散能力与扩散激活能相关,单个原子的扩散步数由沉积速率与实际扩散时间决定;激活能采用库仑势计算,其大小不仅与原子周围的架构相关,而且与架构中原子的种类相关.有关模拟结果将在另文中给出.

关键词: Monte Carlo模拟 , 薄膜生长 , PbTiO3薄膜 , 氧化物

氧化物异质外延薄膜生长的计算机模拟

谭浚哲 , 肖定全 , 张青磊 , 吴家刚 , 朱基亮 , 朱建国

功能材料

利用Monte Carlo方法分别模拟了在SrTiO3基底上沉积MgO薄膜和在MgO基底上沉积SrTiO3薄膜.模拟中,选取与实验中薄膜生长相近的参数条件,引入了新的参数扩散势垒,得到了在晶格正失配(张应力)和负失配(压应力)下薄膜生长的形貌图以及薄膜粗糙度的变化曲线图,分析了张应力和压应力对薄膜生长形貌的影响.模拟结果与文献报道的外延薄膜生长模式的实验观察结果一致.

关键词: Monte Carlo模拟 , 异质外延模拟 , 扩散势垒 , 薄膜生长