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。我们开发了一种用于执行材料表面反应现象的第一原理分子动力学模拟的计算机储藏。我们使用了局部密度功能方法，伪电势和平面波基函数。我们将其应用于硅体积的物理特性和（001）表面的2x1重建表面的动态模拟，并确认了定量可靠性。 2。我们专注于局部能量和键种群作为物理量，以预测材料表面反应特性，并为反应过程的设计提供指南，并使用平面波基函数制定了分析方法，并制定了计算程序。 3。对于硅单晶（001）氢末端的表面，第一原理分子动力学，其中水分子和羟基离子适用于单个铝级别和每个表面中不存在的每个表面，并且存在。我们进行了科学模拟。从结果中揭示了反应特征，并考虑了超扁平过程现象的加工机理。总结结果，以下是：（1）氢终止的表面是化学惰性和疏水性的，但是在某个位置水分子可以稳定起作用。（2）当水分子在单层的步长附近起作用时，硅原子步长末端的步长的步长的步长末端时，硅原子的步长就变得不稳定，更有可能被去除。（3）氢氧化离子与表面比水分子更具反应性。（4）当羟基离子在氢终止表面的步长的步长上作用时，形成了具有硅原子的步骤末端的化合物，并去除硅原子。（5）随着活性羟基离子的数量增加，硅间键的影响增加，但效果延伸至下层以下的下层。