该文改进了分子动力学模拟软件,用以模拟荷能碳团簇在硅表面和金刚石表面的化学吸附以及DLC薄膜的合成过程.主要目的是研究沉积团簇的初始能量对DLC薄膜性质的影响.另外,我们还用蒙特卡罗方法模拟了小碳分子在硅表面扩散的过程.这是接触外延生长的关键.计算中采用了多体Brenner势和Tersoff势分别描述C-C,Si-Si和C-Si原子间相互作用.我们的主要工作和结论如下:(1)以飞秒激光脉冲沉积为实验根据研究了碳团簇的注入能量对沉积的DLC薄膜性质的影响.选择C<,2>作为沉积源,晶体硅作为衬底,入射能量Ein从0.1到60 eV.先用分子动力学方法对PLD生长DLC薄膜的实验过程进行了模拟,分析了不同入射能量下生长的DLC薄膜的结构特征.结果与实验符合较好,即较高的注入能量有利于生长致密的DLC薄膜.发现了在较低的入射能量生长薄膜的过程中空位的形成以及相应的表面势垒影响高质量薄膜的合成.为此设计了新的计算模型:选取了带有人为缺陷的金刚石(001)-(2×1)表面作为衬底,先计算它的表面势场,然后以不同的入射能量沉积C<,2>.我们观察到随着E<,in>的增加,表面原子反冲动能和迁移几率大大增加.当E<,in>为60 eV时,表面C原子最大反冲动能可达到8-12 eV,远大于缺陷附近的表面势垒.这表明随着E<,in>的增加,由碰撞引起的表面原子的活性对提高DLC薄膜的密度,增加SP<3>含量起着重要作用.(2)用运动学蒙特卡罗方法对C原子,C<,2>分子在硅衬底上的表面扩散进行了模拟,得出了它们在一定温度下的主要扩散模式.先是用分子动力学方法计算了C,C<,2>在Si(001)-(2×1)表面上的吸附点以及相邻吸附点之间的扩散势垒.然后计算了它们在每个吸附点的跳离几率和相邻吸附点之间的跳转几率.最后用蒙特卡罗方法跟踪了它们的扩散路径.最终目的是想探讨表面结构和温度对表面扩散的影响和C,C<,2>分子扩散的最可几路径与所形成薄膜结构之间的关系.