|
ДокладыМоделирование диффузии атомов индия и серебра на поверхности кремния методом кинетического Монте-КарлоСколковский институт науки и технологий, Территория Инновационного Центра «Сколково», Большой бульвар д.30, стр.1, Москва 121205, Россия Технологии выращивания кристаллических структур имеют большое значение при создании современных материалов и наноприборов. Моделирование подобных процессов осложняется стохастической природой движения отдельных атомов при относительно больших пространственных и временных масштабах процесса. Для теоретического описания таких систем традиционно используется метод кинетического Монте-Карло [1]. В рамках данного теоретического исследования рассматривается осаждение атомов металла на поверхность кристаллического кремния. Используя результаты работ по изучению осаждения атомов одного металла [2], автором разработана модель одновременного осаждения двух металлов: индия и серебра. В модели учитываются такие процессы, как осаждение атомов, диффузия по поверхности, кластеризация атомов с соседними атомами металлов и C-дефектами кремния – образование и рост «островов» – и отделение атомов от островов. Осаждение происходит с постоянной скоростью. Остальные процессы происходят случайно, вероятность событий определяется соответствующим энергетическим барьером, который может быть получен в рамках теории функционала плотности. Исследуются как качественная картина, так и количественные характеристики: плотность островов, средний размер и распределение по размерам. Плотность островов определяется по формуле: $N_{isl}=\frac{\theta}{\bar{s}} $, (1) где $\bar{s}$ – средний размер островов (количество атомов), $\theta$ – степень покрытия поверхности. Используя разработанный формализм, проведено детальное теоретическое исследование морфологии и динамики роста образующихся атомарных структур при разных температурах. Описаны особенности динамики плотности и среднего размера островов по мере осаждения при разных температурах от 150 до 500К. Проведено сравнение с экспериментальными данными [3]. Литература 1. Sickafus K.E., Kotomin E.A., Uberuaga B.P., Radiation Effects in Solids. Springer Dordrecht, 2007. 592 cтр. 2. Albia J.R., Albao M.A., Non-Arrhenius temperature dependence of the island density of one-dimensional Al chains on Si(100): A kinetic Monte Carlo study // J. Vac. Sci. Technol. A том 33, номер 2, год 2015. Стр. 021404. 3. Sobotík Anisotropic alloying: Formation of atomic scale trellis on the Si(100)-(2 × 1) surface // Surf. Sci. том 677, год 2018. Стр. 8-11.
Материалы доклада |
