Sử dụng phương pháp động lực học phân tử nghiên cứu sự phát triển của màng mỏng Ge trên chất nền Si

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Phạm Văn Trung
    Trường Đại học Phạm Văn Đồng
    Vũ Thị Nhài
    Trường Đại học Nha Trang
    Nguyễn Xuân Bảo
    Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng

Từ khóa:

Lắng đọng
Gecmani
Silic
Động học phân tử

Tóm tắt

Các mô phỏng động lực học phân tử được thực hiện để khảo sát sự phát triển màng mỏng Ge trên chất nền Si. Chế độ tăng trưởng, hình thái bề mặt và tỷ lệ bao phủ lớp nền của các nguyên tử Ge được nghiên cứu. Khi năng lượng tới của nguyên tử lắng đọng thấp hơn 0,1 eV thì bề mặt của màng mỏng Ge không phẳng, hình thành nhiều khoảng trống trong lớp phủ. Màng mỏng Ge phát triển theo chế độ từng lớp khi năng lượng tới tăng từ 0,1 eV đến 0,3 eV. Khi năng lượng tới được tăng từ 0,5 eV đến 1,0 eV, sự trộn lẫn giữa lớp phủ và chất nền xảy ra do các nguyên tử tới thâm nhập vào một số lớp chất nền. Khi năng lượng tới được tăng lên 10,0 eV, chế độ phún xạ được quan sát thấy. Khi lắng đọng với nhiệt độ của chất nền Si tăng từ 300 K đến 1000 K, năng lượng tới của nguyên tử lắng đọng 0,1 eV, chế độ tăng trưởng từng lớp vẫn được duy trì và bề mặt của lớp phủ khá phẳng. Nhiệt độ của chất nền Si tăng dẫn đến tỷ lệ bao phủ lớp nền của các nguyên tử Ge tăng lên.

Tài liệu tham khảo

    [1] Hong Z. H., Hwang S. F., & Fang T. H., “Critical conditions of epitaxy, mixing and sputtering growth on Cu (1 0 0) surface using molecular dynamics”, Computational materials science, 41(1), 2007, 70-77.
    [2] Smith R. W., & Srolovitz D. J., “Void formation during film growth: A molecular dynamics simulation study”, Journal of applied physics, 79(3), 1996, 1448-1457.
    [3] Lee S. G., & Chung Y. C., “Surface characteristics of epitaxially grown Ni layers on Al surfaces: molecular dynamics simulation”. Journal of applied physics, 100(7), 2006, 074905.
    [4] Smith R., Ramasawmy D., & Kenny, S. D., “A molecular dynamics model for the Coulomb explosion”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 228(1-4), 2005, 330-336.
    [5] Pham A. V., Fang T. H., Nguyen V. T., & Chen T. H., “Investigating the structures and residual stress of Cux (FeAlCr) 100− x film on Ni substrate using molecular dynamics”, Materials Today Communications, 31, 2022. 103378.
    [6]
    [7]
    [8] Ethier S., & Lewis L. J., “Epitaxial growth of Si1− xGex on Si (100) 2× 1: A molecular-dynamics study”, Journal of materials research, 7(10), 1992, 2817-2827.
    [9] Pham V. T., & Fang T. H., “Pile-up and heat effect on the mechanical response of SiGe on Si (0 0 1) substrate during nanoscratching and nanoindentation using molecular dynamics”, Computational Materials Science, 174, 2020, 109465.
    [10] Liu F., Wu F., & Lagally M. G., “Effect of strain on structure and morphology of ultrathin Ge films on Si (001)”, Chemical reviews, 97(4), 1997, 1045-1062.
    [11] Pham V. T., & Fang T. H., “Influences of grain size, alloy composition, and temperature on mechanical characteristics of Si100-xGex alloys during indentation process”, Materials Science in Semiconductor Processing, 123, 2021,105568.
    [12] Pham, V. T., & Fang, T. H., “Interfacial mechanics and shear deformation of indented germanium on silicon (001) using molecular dynamics”, Vacuum, 173, 2020, 109184.
    [13] Tersoff J. J. P. R. B., “Modeling solid-state chemistry: Interatomic potentials for multicomponent systems”, Physical Review B, 39(8), 1989, 5566.
    [14] Plimpton S., “Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics”, Journal of computational physics, 117(1), 1995, 1-19.
    [15] Stukowski A., “Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO–the Open Visualization Tool”, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 18(1), 2009, 015012.
    [16] Gilmer G. H., & Bakker A. F., “Molecular Dynamics Simulations of Steps at Crystal Surfaces”, MRS Online Proceedings Library (OPL), 1990, 209.
    [17] Portavoce A., Kammler M., Hull R., Reuter M. C., Copel M., & Ross F. M., “Growth kinetics of Ge islands during Ga-surfactant-mediated ultrahigh vacuum chemical vapor deposition on Si (001)”, Physical Review B, 70(19), 2004, 195306.
    [18] Schneider M., Schuller I. K., & Rahman A., “Epitaxial growth of silicon: A molecular-dynamics simulation”, Physical Review B, 36(2), 1987, 1340.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Nov 30, 2022
Download
PDF (English)
Cách trích dẫn
Van-Trung Pham, T.-N. V. ., và Xuan-Bao Nguyen. “Sử dụng phương pháp động lực học phân tử Nghiên cứu sự phát triển của màng mỏng Ge Trên chất nền Si”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 20, số p.h 11.2, Tháng Mười-Một 2022, tr 142-5, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8028.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##