メゾスコピック材料設計に基づく単結晶ダイヤモンド薄膜の開発

基于介观材料设计的单晶金刚石薄膜的研制

• 批准号: 13750068
• 负责人: 萱場 智雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750068/
• 关键词: 分子動力学; 単結晶; ダイヤモンド薄膜; CVD; シリコン; Tersoffポテンシャル; 計算力学; 数値解析; 吸着

メゾスコピック材料設計に基づく単結晶ダイヤモンド薄膜の開発を目的として,分子動力学法を用いて研究を行った。CVD(Chemical Vapor Deposition)法によるダイヤモンド合成過程においては,基板への炭素原子付着の微視的メカニズムが明らかになっていないことに起因して,異種基板上への単結晶ダイヤモンド薄膜は未だ得られていない。従来,単結晶ダイヤモンド薄膜の開発に関する研究は,単結晶シリコン基板上におけるダイヤモンド核発生の微視的メカニズムを明らかにしょうというアプローチが主であった。本研究では視点を変え,単結晶ダイヤモンド薄膜ができやすいシリコン基板の構造を探ることを目的として,まず分子動力学法を用いて単結晶ダイヤモンド基板上にシリコン薄膜を蒸着させた。次にそのシリコンからダイヤモンド基板を取り除き,それまでの界面側をシリコン基板上面として炭素薄膜を蒸着させた。ここで原子間ポテンシャルとしてTersoffポテンシャルを用いた。また計算の1ステップは1fsとした。単結晶ダイヤモンド基板は4200個の炭素原子からなり,シリコン原子の個数は500個,その後作製した炭素薄膜の炭素原子数も500個とした。すべてあわせて2361psの計算を行った。製作された炭素薄膜の動径分布関数を調べたところ,0.15nmおよび0.25nm近傍でピークが存在した。すなわち,同薄膜の構造は単結晶ダイヤモンドに近いものであることがわかった。これは,同薄膜を作製する際用いたシリコン基板が,単結晶ダイヤモンド上に作製されたものであり,構造が単結晶ダイヤモンドと結合した際に最も適するものとなっているからだと考えられる。

The purpose of this study is to use the molecular kinetic method to study the molecular dynamics of the film. The CVD (Chemical Vapor Deposition) method was used in the process of synthesis, and the carbon atoms on the substrate showed that the carbon atoms on the substrate were sensitive to the cause of the reaction, and the results showed that the films on several substrates were not affected. In this paper, the results show that the thin film is used to start the research, and the system on the substrate is responsible for the production of micro-television. the results show that there are significant changes in the system. In this study, the results show that the thin film is steamed with the thin film on the substrate, and the molecular kinetic method is used in this study. In order to remove the substrate, the interface is steamed with carbon film on the substrate. There is no interatomic communication between atoms. This is not true for Tersoff devices. Calculate the number 1, calculate the number 1, and 1fs the number of dollars. The results show that there are 4200 carbon atoms in the substrate, and the number of carbon atoms in the carbon film is about 500. after that, the carbon atom number of the carbon film is calculated. Please calculate the number of rows in the 2361ps. The number of path distribution of carbon film is much higher than that of 0.15nm film, while that of 0.25nm film is higher than that of carbon film. In the same way as the thin film, the results show that the temperature is very high. In the same way, the thin film is used as the substrate, and the results are as follows: the results show that the substrate is used in the film, and the results show that the results are in good agreement with each other.