Si晶體中30度位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是電子領(lǐng)域技術(shù)的快速更新,我們對(duì)Si基半導(dǎo)體的要求越來越苛刻,為了獲得高質(zhì)量的適合我們需要的材料,分子束外延的生長(zhǎng)技術(shù)越來越受到重視,而Si和Ge因?yàn)镾iGe異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用,一直是實(shí)驗(yàn)和理論研究的熱點(diǎn),我們通過分子動(dòng)力學(xué)的模擬來了解這種方法的微觀機(jī)理是非常有意義的。隨著對(duì)低溫硅緩沖層技術(shù)的不斷深入的研究,我們對(duì)這種方法的機(jī)理的認(rèn)識(shí)也在不斷加深。通過建立各種位錯(cuò)和空位缺陷以及重構(gòu)缺陷的原子排布構(gòu)型,使

2、用分子模擬的方法研究了它們單獨(dú)運(yùn)動(dòng)和相互作用的情況,我們發(fā)現(xiàn)30度的肖克萊位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)是SiGe異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵,本文的主要內(nèi)容就是通過建立30度肖克萊位錯(cuò)的原子構(gòu)型,并對(duì)模型施加應(yīng)力從而使位錯(cuò)進(jìn)行運(yùn)動(dòng),這樣我們就可以通過計(jì)算機(jī)模擬得到30度位錯(cuò)的一些運(yùn)動(dòng)特性。通過研究30度位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)過程中原子的排布構(gòu)型發(fā)生的變化,我們發(fā)現(xiàn)30度位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)是通過彎結(jié)對(duì)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。我們用分子動(dòng)力學(xué)和NEB方法分別對(duì)30度位錯(cuò)中的左右彎結(jié)的運(yùn)動(dòng)速

3、度和能量進(jìn)行了計(jì)算。得到了LK的遷移勢(shì)壘要高于RK,所以RK的運(yùn)動(dòng)速度要快于LK。但是由于LK和RK的遷移勢(shì)壘都很高,所以他們的運(yùn)動(dòng)速度都很慢。而當(dāng)壓力和溫度超過一定值時(shí),LK和RK進(jìn)行了分解,并加速了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。在對(duì)RC及LC的速度進(jìn)行模擬計(jì)算中,我們發(fā)現(xiàn)RC的勢(shì)壘要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LC,而RC的運(yùn)動(dòng)速度也比LC大很多,并且RC的遷移勢(shì)壘要比RK小得多,而LC的遷移勢(shì)壘和LK相比沒有顯著變化。這也說明了RK可以通過分解成RC和RD來加快運(yùn)動(dòng)速度