金属薄膜蒸着の微視的機構の解明

阐明金属薄膜沉积的微观机制

基本信息

批准号：
07750034
负责人：
松本充弘
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750034/
关键词：
蒸着分子シミュレーション金属薄膜分子間ポテンシャル

项目摘要

蒸着法による金属薄膜の作成は古くより行われており多くの実験データが蓄積されているが、その微視的機構を生成途中に観測する手段が限られているために、生成後の薄膜物性の測定から成長過程を推測する他なく、基礎科学の見地からも、また用途に応じた薄膜製造の制御という応用面からも、薄膜生成時の微視的ダイナミクスの解明に興味が持たれている。本研究は、分子動力学法によるコンピュータシミュレーションを用いて基板上への金属薄膜生成の過程を微視的に調べることを目的とした。はじめに、最も簡単な例として、基板・蒸着原子ともにLennard-jones相互作用を持つ単原子分子系についてシミュレーションを行ったところ、蒸着の様子は基板と蒸着原子の間の相互作用に強く依存することが見出された。即ち、Lorentz-Beltherot則に従う場合には凝縮係数はほぼ1(完全凝縮)となりエピタキシャル成長となるのに対し、相互作用を弱めていくにつれて凝縮係数が下がり、島状成長へと変化した。こうした予備研究は、実際の系をある程度説明するが、蒸着レートや入射分子の速度への依存性については満足する結果を与えない。そこで、塩化ナトリウム基板上への貴金属(AuおよびAg)の蒸着を例にとって実際に近い系をシミュレートするため、Gaussian94を用いたabinitio量子化学計算による原子間相互作用の構築を行った。種々の原子配置に対し量子化学計算により求めたポテンシャルエネルギーを分散力とクーロンカの和として表現するパラメタフィッティングを行い、ほぼ満足できるポテンシャルモデルを得ることができた。今後、このモデルを用いたシミュレーションによりシミュレーションを行い、実験との対比により薄膜生成の微視的機構を解明していく予定である。

长期以来，通过蒸发法创建金属薄膜，并且积累了许多实验数据，但是观察生产中的微观机制的方法有限，因此生产后的薄膜特性。从基础科学的角度来看，我们有兴趣阐明薄膜生成过程中的微观动力学，并根据应用程序的薄膜制造的应用。这项研究的目的是通过分子动态学术法使用计算机模拟在底物上的金属薄膜在底物上产生的过程。首先，作为最简单的例子，单场分子系统的模拟在底物和蒸气原子中具有与Lennard-Jones相互作用的模拟，蒸发的出现可能在很大程度上取决于底物与蒸气之间的相互作用沉积原子。也就是说，遵循Lorentz-Beltherot规则时，冷凝系数几乎为1（完全凝结），这是外延的生长，但是随着相互作用的减弱，凝结系数降低到岛状生长。这些初步研究在某种程度上描述了实际系统，但对依赖蒸气速率和入射分子速度的依赖性并不令人满意。因此，为了模拟氯化钠基板（AU和Ag）上的贵金属（AU和Ag）的事实，例如，使用高斯94构建了原子抗原子效应的互连。我们进行了参数计拟合，该拟合表达了通过量子化学计算获得各种原子布置作为分散能力和库隆卡之和的势能。将来，使用该模型通过模拟进行模拟，并且与实验相反，薄膜生成的微观机制将阐明。