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。

尽管自远古时代以来已经使用蒸发方法创建了金属薄膜，但已经积累了大量的实验数据，但在生成微观机制的过程中观察微观机制的方法有限，因此别无选择，因此除了从薄膜中产生的薄膜的测量值，在薄膜中产生了薄膜的生产，并且在薄膜中产生了薄膜的生产，并且在薄膜中产生了薄膜，并且在薄膜中产生了薄膜，并且在薄膜中产生了薄膜，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的，则是在薄膜中产生的，并且是在薄膜中产生的。科学以及根据应用程序控制薄膜制造的应用。这项研究旨在使用分子动力学使用计算机模拟在底物上研究金属薄膜形成的过程。首先，作为最简单的示例，在底物和沉积原子上与Lennard-Jones相互作用的单原子分子系统进行了模拟，发现沉积状态在很大程度上取决于基板与沉积原子之间的相互作用。也就是说，遵循Lorentz-Beltherot规则时，凝结系数约为1（完全凝结），导致外延生长，而凝结系数随着相互作用的减弱而降低，导致岛状生长。这些初步研究在某种程度上解释了实际系统，但没有就对沉积速率和入射分子速率的依赖性提供令人满意的结果。因此，为了通过在氯化钠底物上使用贵金属（AU和Ag）的沉积来模拟接近现实的系统，我们使用高斯94构建了Anitiio量子化学计算。对于各种原子排列，进行参数拟合以表达通过量子化学计算获得的势能作为分散力和库仑的总和，并获得了几乎令人满意的电位模型。将来，我们计划使用此模型进行模拟，并通过将薄膜形成的微观机理与实验进行比较。