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<111>生长铜膜中孪晶形成的原子机理

周浪  周耐根  李殿国  
【摘要】:111生长的铜薄膜普遍形成孪晶。运用分子动力学模拟方法对这种孪晶形成的原子机理进行了研究。所用原子间作用势函数为Finnis-Sinclair型原子镶嵌法(EAM)势函数。模拟试验表明,111生长铜膜中孪晶随机地出现,对沉积原子的跟踪和统计分析发现,沉积原子在入射碰撞后稳定在fcc排列位置的几率与稳定在hcp位置的几率相近;在表面热迁移中,跃迁并停留于fcc位置与hcp位置的累计时间也相近;能量分析显示,表面增原子处于hcp位置时的势能只稍高于处于fcc位置时的势能。一个(111)原子面最终为fcc排列类型或hcp排列类型由沉积过程中该面上fcc畴与hcp畴的相互竞争长大决定,而hcp全面胜出的几率则相对fcc低得多。由于热运动,处于hcp位置的单原子是不稳定的,只有两个或两个以上相邻原子同处hcp位置时才相对稳定并可长大,因此hcp畴的临界核尺寸应为两个原子。

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