Молекулярно-динамическое исследование структурных и субструктурных превращений в пленочных гетеросистемах Cu/(001)Pd, Ni(001)Pd, Pd/(001)Cu и Pd/(001)Ni

• Автор: Дмитриев, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

* ГЛАВА 1 ТОНКИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ.

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Методы получения тонких пленок

; 1.2 Процессы испарения и конденсации

I 1.3 Механизмы роста пленок

1.4 Структурные и субструктурные превращения при росте пленок в системах с сильным взаимодействием на межфазной границе

1.4.1 Основные положения теории

Франка и ван дер Мерве

1.4.2 Структура псевдоморфного слоя

, 1.4.3 Критическая толщина псевдоморфного слоя
1.4.4 Механизм релаксации упругих деформаций псевдоморфного слоя
1.5 Критерии ориентированной кристаллизации пленок
1.5.1 Кристаллогеометрические критерии ориентированной кристаллизации
1.5.2 Размерный эффект, обусловленный минимизацией
I энергии межфазной границы
1.6 Дефекты кристаллической структуры пленки
1.7 Постановка задач
, ГЛАВА 2 МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Моделируемые системы
' 2.2 Межатомное взаимодействие
2.3 Расчетные схемы
2.3.1 Алгоритм метода молекулярной динамики
2.3.2 Алгоритм метода статической релаксации
2.4 Расчет основных характеристик моделей
2.4.1 Измерение термодинамических величин
2.4.2 Структурные функции
2.4.3. Многогранники Вороного
2.4.4 Угловые корреляционные функции
2.5. Периодические граничные условия
ГЛАВА 3 СТРУКТУРНЫЕ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В
АМОРФНОЙ ПЛЕНКЕ МЕДИ ПРИ СВЕРХБЫСТРОМ НАГРЕВЕ
3.1 Разработка модели межатомного взаимодействия в меди
на основе метода погруженного атома
3.2 Построение молекулярно-динамической модели меди
3.3 Результаты молекулярно-динамического моделирования кристаллизации и плавления меди
ГЛАВА 4 СТРУКТУРНЫЕ И СУБСТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
В ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СИСТЕМАХ Cu-Pd И Ni-Pd
4.1 Структурные и субструктурные превращения при ориентированной кристаллизации аморфных пленок Си на (OOl)Pd, Ni на (001)Pd,
Pd на (001)Си и Pd на (001)Ni в условиях изохронного отжига
4.1.1 Построение компьютерной модели
4.1.2 Влияние величины и знака размерного несоответствия
на процесс кристаллизации пленок из аморфного состояния
4.1.3 Структура пленок после ориентированной кристаллизации
4.1.4 Механизмы компенсации размерного несоответствия
в исследуемых пленках
4.1.5 Эволюция структуры пленок в процессе отжига
4.2 Структурные и субструктурные превращения при ориентированной кристаллизации пленок Си и N1
на (001 )Рй в условиях послойного роста
4.2.1 Построение модели
4.2.2 Эволюция структуры пленок Си и N1 на (001)Рб при послойном
росте 1 1
4.3 Структурная самоорганизация в металлической гетеросистеме кристалл - монослойная пленка
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

2.3 Расчетные схемы
Все расчеты в данной работе были выполнены методами молекулярной динамики и статической релаксации. Параметры и переменные (масса т„ положения г, и скорости V, атомов; энергия их взаимодействия ф,/, время /) при моделировании были представлены в виде безразмерных приведенных величин:
г ф,, . т. , V, Г =—, Фи = — , т, = — , V, = , ~п , t
9 Гу » "*7 > г/ / / 1/2 9 * / 2
Сг ег Мг [е, /Мг) (яо7,/Ч)
где о>=1 А - единица длины; е= эВ - энергии; /иг=т - массы (в случае двухкомпонентной системы цг=т^, где т, - масса атома компонента А). Для удобства в тексте везде используются естественные переменные.
2.3.1 Алгоритм метода молекулярной динамики Суть метода молекулярной динамики состоит в численном решении уравнений движения на компьютере. Для этого они аппроксимируются подходящей численной схемой. Ясно, что из-за перехода от описания системы в терминах непрерывных величин с операторами дифференцирования к описанию в терминах дискретных величин с операторами конечных разностей возникает погрешность. Порядок этой погрешности зависит от конкретной схемы аппроксимации, т. е. конечного алгоритма. В принципе, погрешность может быть сделана сколь угодно малой, а её уменьшение ограничено лишь быстродействием и памятью компьютера.
Полную силу, действующую на г-й атом, можно представить в виде