Ag超薄膜生长的动力学蒙特卡罗模拟

　　用动力学蒙特卡罗的方法对Ag 原子在Pt( 111) 基底上的生长过程进行模拟，研究了温度对金属超薄膜初始生长形貌的影响。结果表明，随着温度的升高岛从分形状向凝聚状的转变过程，模拟结果能与相关实验现象相吻合。本文进一步讨论了原子扩散能力对岛形貌的影响，预测了Ag 岛从分形状向凝聚状转变的转折温度区域。并且通过改变沉积速率论证了转折温度区域随着沉积速率的增加而提高。

　　金属超薄膜材料以其独特的物理特性、诱人的应用前景和重要的科学价值目前越来越受到人们的关注。随着计算机技术的高速发展，计算机模拟技术在研究薄膜生长中的微观细致行为的作用越来越大，该技术为研究薄膜生长机理提供了重要的理论研究工具。在原子尺度上，超薄膜的生长主要包括核的形成、生长以及合并等过程，而这些过程又受到沉积原子在表面的扩散势垒、扩散机制、衬底结构、基底温度以及沉积速率等多种因素的影响。薄膜在生长初期，真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为主要需要考虑一下几个过程:

　　①薄膜原子沉积到基底表面上并被变为吸附原子;

　　②吸附原子在基底表面上扩散并成核，长大及合并;

　　③吸附原子的再蒸发。

　　自从Witten 和Sander 等提出DLA( The Diffusion Limited Aggregation Model) 模型后，有关薄膜表面生长的计算机随机模型很快发展起来。随着计算机技术的发展，采用仿真技术能更加深入、细致地研究不同制备环境下薄膜的生长行为。后来，在DLA 模型的基础上发展了一系列研究薄膜表面生长过程的模型。随着计算机技术的发展，使得跟踪大量粒子的行为成为可能，采用仿真技术便能更深入、更细致地研究不同制备环境下薄膜生长行为，这对人们进一步认识薄膜表面生长过程和相关物理机制具有重要意义。

　　本论文采用二维动力学蒙特卡罗的方法模拟了Ag 薄膜在Pt( 111) 上的生长过程，并将仿真结果与国外已报道的实验结果进行了比较，从而证明计算机仿真模型的合理性。进一步地，通过计算机模拟预测了岛形貌明显转变的温度区域。

结论

　　采用动力学蒙特卡罗的方法，模拟了Ag 原子在Pt( 111) 基片上的生长过程，讨论了温度对Ag 超薄膜初始生长岛形貌的影响。通过计算机模拟在原子尺度上揭示了岛从分形状向凝聚状的转变过程，计算机模拟结果能与相关实验现象相吻合。通过改变不同基底温度，模拟分析了岛形貌的转变过程。并且通过计算机模拟预测岛形貌转变的转折温度，论证了岛形貌的转折温度区域随着沉积速率的增加而升高，并用扩散时间和扩散速率的关系解释了这种现象。本文的研究结果可对实际实验制备提供重要的理论参考和指导。