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本文的主要研究工作如下:
(1)本文用MD方法在原子层次模拟研究了(不同入射能量的)C2分子在金刚石(001)-(2×1)表面的吸附过程,重点讨论了无缺陷衬底和缺陷衬底上多个对应位置对C2分子的吸附过程,并作出比较,统计计算显示,缺陷底靶对C2分子的吸附效果要好于无缺陷底靶对C2分子的吸附效果,在模拟的过程中,还观察到由于C2分子的化学吸附导致C2分子的碎裂和表面二聚体的打开,此过程适合生长DLC薄膜。
(2)本文选C2分子和一定量的H原子作为沉积源,Ar离子作为辅助沉积粒子,采用MD方法模拟研究了IBAD生长含氢DLC膜的物理过程。在H含量一定时,给定Ar的入射能量并改变Ar的到达比(Ar/C),研究了Ar离子辅助沉积对含氢DLC膜结构的影响;重点讨论了Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对含氢DLC薄膜结构产生的影响。计算了合成含氢薄膜的密度、近邻数分布和沉积含氢薄膜的厚度等物理量,结果表明,由于Ar离子的轰击引起的能量和动量的传递,大大地增强了表面沉积C原子的活性及迁移率,增加了合成含氢薄膜的SP3键含量,增大了合成含氢薄膜的密度,加宽了沉积粒子和衬底的结合宽度;研究结果和实验观察一致,并从合成机理上给出了一些定量解释。