分子動力学法における新しい温度制御法の開発

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前年度得られた,分子動力学法における新しい温度制御法に関する知見に基づき,CVD法におけるシリコン基板表面への炭素原子吸着のメカニズムの把握を目的とした分子動力学シミュレーションを行った。その結果,基板表面に飛来する炭素原子について,基板に吸着する割合に入射速度および入射角依存性がないことを示した。CVD法によるダイヤモンド合成過程において,炭素原子がシリコン基板に吸着するメカニズムは未だ明らかになっていない。基板表面に飛来したすべての炭素原子が吸着するわけではないと考えられるが,その詳細はわかっていなかった。そこで本年度は,CVD法によるダイヤモンド合成過程における,シリコン基板表面への炭素原子吸着のメカニズムの把握を目的として,炭素原子がシリコン基板に吸着する過程を対象とした分子動力学シミュレーションを行った。ここでは問題を単純化するため,反応ガスとして,メチルラジカル等ではなく炭素ラジカル(炭素原子)を対象とした。炭素原子の個数は1個とした。あくまで素過程を対象とするため,水素ラジカルの存在は無視した。得られた成果を箇条書きにして以下に示す。1.基板表面に飛来する反応ガス中の炭素原子の速度及び基板表面とのなす角を種々変えシミュレーションを行い,炭素原子が基板に吸着する割合に入射速度および入射角依存性がないことを示した。2.吸着位置とダイマとの位置関係について考察し,ダイマは,直接飛来した炭素原子を跳ね返すこともあるが,最終的に炭素原子の吸着位置になる場合が多いことを明らかにした。