水素終端シリコン単結晶表面の超平坦化加工現象の数値解析

氢封端硅单晶表面超平坦现象的数值分析

基本信息

批准号：
05750118
负责人：
後藤英和
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.材料表面反応現象の第一原理的分子動力学シミュレーションを行うための計算機プロクラムの開発を行った.局所密度汎関数法,擬ポテンシャル,および平面波基底関数を用いた.これをシリコンバルクの物性計算や(001)表面2×1再構成表面の動力学シミュレーションに適用し,定量的信頼性を確認した.2.材料表面反応特性を予測し,反応プロセスの設計指針を与えるための物理量として,局所エネルギーとボンドポピュレーションに着目し,平面波基底関数を用いた場合の解析方法を定式化し,計算プログラムを開発した.3.シリコン単結晶(001)水素終端化表面について,単原子層ステップの存在しない表面と存在する表面の各々について,水分子および水酸基イオンを1個から最大4個作用させた状態の第一原理分子動力学シミュレーセョンを行った.その結果から反応特性を明らかにし,超平坦化加工現象の加工機構について考察した.結果をまとめると,以下のようである.(1)水素終端化表面は化学的に不活性で疎水性であるが,安定に水分子が作用できる位置が存在する.(2)単原子層ステップ端原子付近に水分子が作用すると,ステップ端原子は不安定化し除去加工されやすくなる.(3)水分子よりも水酸化イオンの方が表面との反応性が高い.(4)水素終端化表面単原子層ステップ端に水酸基イオンが作用すると,ステップ端シリコン原子との化合物が形成され,シリコン原子は除去加工される.(5)作用する水酸化イオンの数が増加すると,シリコンの原子間結合の及ぼす影響は大きくなるが,その影響は第1層以下の下層部まで及ぶようになる.

1.我们开发了一个计算机程序来对材料表面反应现象进行第一原理分子动力学模拟，我们使用局域密度泛函理论、赝势和平面波基函数，通过应用2×1的计算和动态模拟来证实定量的可靠性。重建（001）表面2.预测材料表面反应特性并为反应过程提供设计指南。我们专注于局部能量和键布居作为物理量，以给出第一原理分子动力学，其中一到四个羟基离子作用于每个表面上，没有和有单原子层步骤。我们进行了化学模拟，阐明了反应特征并讨论了超平坦化现象的加工机理，结果总结如下：（1）氢封端表面虽然具有惰性和疏水性。，存在水分子可以稳定作用的位置（2）当水分子在单原子层的台阶边缘原子附近作用时，台阶边缘原子变得不稳定并且容易被去除。 (3) 氢氧根离子与表面的反应性比水分子高。 (4) 氢封端的表面单原子层当羟基离子作用于台阶边缘时，与台阶边缘硅原子形成化合物。作用的氢氧根离子增加，硅原子间键的影响增加，但这种影响延伸到第一层以下的下层。