Механизм роста пленок и структура межфазных границ в металлической системе с большим размерным несоответствием
Диссертация
При росте пленки Ni на сингулярных поверхностях (001) и (110)Pd, а также на перестроенной поверхности (110) (с пропущенным рядом) образуются гетероструктуры: Pd — однослойная эпитаксиально-стабилизированная твердорастворная фаза — пленка твердого раствора, плавно переходящая в пленку Ni. Формирование такой гетероструктуры обеспечивает двухступенчатую упругую компенсацию несоответствия критической… Читать ещё >
Список литературы
- Нага К., 1.eda М., Ohtsuki О. Molecular-dynamics simulations for molecular-beam epitaxy: Overlayer growth pattern in two-component Lennard-Jones systems // Phys. Rev. B. — 1989. — Vol.39. — P. 9476−9485.
- Schneider M., Rahman A., Schuller I.K. Role of Relaxation in Epitaxial Growth: A Molecular-Dynamics Study // Phys. Rev. Lett. 1985. — Vol.55. -P. 604−606.
- Schneider M., Rahman A., Schuller I.K. Vapor-phase growth of amorphous materials: A molecular-dynamics study // Phys. Rev. B. 1986. — Vol.34. -P. 1802−1805.
- Paik S.M., Das Sarma S. Dynamical simulation of molecular-beam epitaxial growth of a model ciystal // Phys. Rev. B. 1989. — Vol.39. — P. 1224−1228.
- Aubin E., Lewis L.J. Growth of metallic superlattices by sequential deposition of atoms // Phys. Rev. B. 1993. — Vol.47. — P. 6780−6783.
- Kelchner C.L., DePristo A.E. Molecular dynamics simulations of multilayer homoepitaxial thin film growth in the diffusion-limited regime // Surface Science. 1997. — Vol.393. — № 1−3. — P. 72−84.
- Daw M.S., Baskes M.I. Embedded-Atom Method: Derivation and Application to Impurities, Surfaces, and Other Defects in Metals // Phys. Rev. B: Solid State. 1984.-Vol.29.-№ 12.-P. 6443−6453.
- Luedtke W.D., Landman U. Metal-on-metal thin-film growth: Au/Ni (001) and Ni/Au (001) // Phys. Rev. B. 1991. — Vol.44. — P. 5970−5972.
- Gilmore C.M., Sprague J.A. Molecular-dynamics simulation of the energetic deposition of Ag thin films// Phys. Rev. B. 1991. — Vol.44. — P. 89 508 957.
- O.Yang L., Rahman T.S. Structure and dynamics of an Ag overlayer on Ni (100): comparison of embedded atom and pair potential results // Surface Science. 1992. — Vol.278. — P. 407113.
- Luedtke W.D., Landman U. Stability and Collapse of Metallic Structures on Surfaces // Phys. Rev. Lett. 1994. — Vol.73. — P. 569−572.
- Guan P., Mckenzie D.R., Pailthorpe B.A. MD simulations of Ag film growth using the Lennard-Jones potential // J. Phys.: Condens. Matter. -1996.-Vol.8.-P. 8753−8762.
- Halicioglu Т., Pound G.M. Calculation of potential energy parameters form crystalline state properties // Physica Status Solidi (a). 1975. — Vol.30. -№ 2.-P. 619−623.
- Zhang Qing-yu, Pan Zheng-ying, Tang Jia-yong Molecular dynamics simulation of energetic atom depositions of Au/Au (100) film // Acta phys. sin. Overseas Ed. 1999. — Vol.8. — № 4. — P. 296−305.
- Enhanced atomic mobility in pulsed laser deposition of Cu films / Y. Yue, Y. Ho, Z.Y. Pan et al. // Phys. Lett. A. 1997. — Vol.235. — № 3. — P. 267 270.
- Gilmore C.M., Sprague J.A. Molecular dynamics simulation of defect formation during energetic Cu deposition // Thin Solid Films. 2002. -Vol.419.-№ 1−2.-P. 18−26.
- Trushin O.S., Kokko K., Salo P.T. Film-substrate interface mixing in the energetic deposition of Ag on Cu (001) // Surface Science. 1999. -Vol.442.-№ 3.-P. 420−430.
- Tersoff J. Modeling solid-state chemistry: Interatomic potentials for multicomponent systems // Phys. Rev. B. 1989. — Vol.39. — P. 5566−5568.
- Бакай A.C., Братченко М. И., Фатеев М. П. Молекулярно-динамическое моделирование атомной структуры и физических свойств аморфных углеродных пленок // Сверхтверд, матер. 2000. — № 5. — С. 3−9.
- Kaukonen М.О., Nieminen R.M. Molecular-dynamics simulation of the growth of diamond-like films // Surface Science. 1995. — Vol.331−333. -Part 2.-P. 975−977.
- Zhang Q.Y., Bauer-Grosse E. Reaction probabilities of energetic species at growing diamond film surfaces by molecular dynamics simulation // Acta Met. Sin. -2002. Vol.15. -№ 1. — P. 131−135.
- Tatusya 0., Osamu U., Matsuhei N. Fundamental processes of microcrystalline silicon film growth: a molecular dynamics study // Surface Science. 2000. — Vol.458. -№ 1−3. — P. 216−228.
- Бочкарев В.Ф., Наумов B.B. Молекулярно-динамическое моделирование процессов роста пленок Si // Тонкие пленки в электронике: Материалы VI международного симпозиума, Москва-Киев-Херсон. 1995. — С. 10−14.
- Ramana Murty М. V., Atwater Harry A. Silicon epitaxy on hydrogen-terminated Si (001) surfaces using thermal and energetic beams // Surface Science. 1997. — Vol.374. — № 1−3. — P. 283−290.
- Xiang-Yun Guo, Pascal Brault Early stages of silicon nitride film growth studied by molecular dynamics simulations // Surface Science. 2001. -Vol. 488.-№ 1−2.- P. 133−140.
- Klaver P., Thijsse B. Thin Та films: growth, stability, and diffusion studied by molecular-dynamics simulations // Thin Solid Films. 2002. — Vol.413. -№ 1−2.-P. 110−120.
- The structure and stability of P-Ta thin films / A. Jiang, T.A. Tyson, L. Axe et al. // Thin Solid Films. 2005. — Vol.479. — № 1−2. — P. 166−173.
- Molecular dynamics, Monte Carlo and their hybrid methods: applications to thin film growth dynamics / Jun-ichiro Takano, Osamu Takai, Yoshiaki Kogure et al. // Thin Solid Films. 1998. — Vol.334. — № 1−2. — P. 209−213.
- Simulation of atomic-scale surface migration in homoepitaxial growth using embedded-atom method potentials for gold / Takano Jun-ichiro, Takai Osamu, Kogure Yoshiaki et al. // Thin Solid Films. 1998. — Vol.318. -№ 1−2.-P. 52−56.
- Doyama Masao Crystal growth study using combination of molecular dynamics and Monte Carlo methods // Bull. Mater. Sci. 1999. — Vol.22. -№ 5.-P. 835−842.
- An integrated kinetic Monte Carlo molecular dynamics approach for film growth modeling and simulation: Zr02 deposition on Si (100) surface / A.A. Knizhnik, A.A. Bagaturyants, I.V. Belov et al. // Comput. Mater. Sci. -2002.-Vol.24.-№ 1−2.-P. 128−132.
- Kinetic Monte Carlo molecular dynamics investigations of hyperthermal copper deposition on Cu (lll) / J.M. Pomeroy, J. Jacobsen, C. Hill et al.// Phys. Rev. B. — 2002. — Vol.66. — № 23. — P. 235 412/1−235 412/8.
- Jacobsen J., Cooper B.H., Sethna J.P. Simulations of energetic beam deposition: From picoseconds to seconds // Phys. Rev. B. 1998. — Vol.58. -P. 15 847−15 865.
- Henkelman G., Jonsson H. Multiple Time Scale Simulations of Metal Crystal Growth Reveal the Importance of Multiatom Surface Processes // Phys. Rev. Lett. -2003.-Vol.90.-P. 116 101/1−116 101/4.
- Self-learning kinetic Monte Carlo method: Application to Cu (lll) / O. Trashin, A. Karim, A. Kara et al. // Phys. Rev. B. 2005. — Vol.72. — P.115 401/1−115 401/9.
- Basham M., Montalenti F., Mulheran P.A. Multiscale Modeling of Island Nucleation and Growth During Cu (100) Homoepitaxy // Phys. Rev. B. -2006. Vol.73. — P. 45 422/1−45 422/10.
- Luedtke W.D., Landman U. Stability and Collapse of Metallic Structures on Surfaces // Phys. Rev. Lett. 1994. — Vol.73. — P. 569−572.
- Hamilton J.C. Dislocation nucleation rates during submonolayer growth of heteroepitaxial thin films // Phys. Rev. B. 1997. — Vol.55. — № 12. — P. 7402−7405.
- Gartner К., Weber В. Molecular dynamics simulations of solid-phase epitaxial growth in silicon // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 2003. -Vol.202.-P. 255−260.
- Xu J. L., Feng J. Y. Molecular-dynamics simulation of Sij. xGex epitaxial growth on Si (100) // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 2004. -Vol.217. -№ 1, — P. 33−38.
- Yue Y., Ho Y.K., Pan Z.Y. Molecular-dynamics study of transient-diffusion mechanisms in low-temperature epitaxial growth // Phys. Rev. B. 1998. -Vol.57.-№ 11.-P. 6685−6688.
- Molecular dynamics simulation of Co thin films growth on Cu (001) / N. Levanova, V.S. Stepanyuk, W. Hergert et al. // Surface Science. 1998. -Vol.400.-№ 1−3.-P. 54−62.
- Surface Diffusion of Pt on Pt (110): Arrhenius Behavior of Long Jumps / T.R. Linderoth, S. Horch, E. Lasgsgaard et al. // Phys. Rev. Lett. 1997. -Vol.78. — № 26. — P. 4978−4981.
- Jacobsen J., Jacobsen K.W., Sethna J.P. Rate Theory for Correlated Processes: Double Jumps in Adatom Diffusion // Phys. Rev. Lett. 1997. -Vol.79. — № 15. — P. 2843−2846.
- Xie Guo-Feng, Wang De-Wu, Ying Chun-Tong Моделирование с помощью молекулярной динамики диффузии адатомов Gd на поверхности (110)Си // Wuli xuebao. 2003. — Vol.52. — № 9. — P. 22 542 258.
- Transition from One- to Two-dimension Growth of Cu on Pd (l 10) Promoted by Cross-exchange Migration / J.-P. Bucher, E. Hahn, P. Fernandez et al. // Europhys. Lett. 1994. — Vol.27. — № 6. — P. 473−478.
- Stumpf R., Scheffler M. Ab initio calculations of energies and self-diffusion on flat and stepped surfaces of Al and their implications on crystal growth // Phys. Rev. B. 1996. — Vol.53. — № 8. — P. 4958−4973.
- Graham G.W., Schmitz P.J., Thiel P.A. Growth of Rh, Pd, and Pt films on Cu (100) // Phys. Rev. B. 1990. — Vol.41. — № 6. — P. 3353−3359.
- Garofalini S.H., Halicioglu T. Mechanism for the self-diffusion of Au and Ir adatoms on Pt (l 10) surface // Surface Science. 1981. — Vol.104. — № 1. -P. 199−204.
- Евтеев A.B., Косилов A.T., Соляник C.A. Атомные механизмы и кинетика самодиффузии на поверхности Pd (001) // ФТТ. 2004. — Т.46. -С. 1723−1726.
- ЕАМ study of surface self-diffusion of single adatoms of fee metals Ni, Cu, Al, Ag, Au, Pd, and Pt / C.L. Liu, J.M. Cohen, J.B. Adams et al. // Surface Science. 1991. — Vol.253. — P. 334−344.
- Давыдов С.Ю. Расчет энергии активации поверхностной самодиффузии атомов переходных металлов // ФТТ. 1999. — Т.41. -№ 1. — С. 11−14.
- Компьютерное моделирование роста в присутствии поверхностно-активного вещества / I. Akira, S. Yasushi, I. Minoru et al. // Ibaraki daigaku kogakubu kenkyu hokoku. 1996. — Vol.44. — P. 13−17.
- Lugscheider E., von Hayn G. Simulation of the film growth and film-substrate mixing during the sputter deposition process // Surface and Coatings Technology. 1999.-Vol. 116−119.-P. 568−572.
- Molecular dynamics simulation on the deposition behavior of nanometer-sized Au clusters on a Au (001) surface / S.-C. Lee, N. Hwang, B.D. Yu et al. // J. of Crystal Growth. 2001. — Vol.223. — № 1−2. — P. 311−320.
- Hwang N., Hahn J., Yoon D. Charged cluster model in the low pressure synthesis of diamond // J. of Crystal Growth. 1996. — Vol.162. — № 1−2. -P. 55−68.
- Molecular dynamics simulation for ionized cluster beam deposition / Kang Нее Jae, Lee Min Wha, Kim Jong Ho et al. // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 1997. — Vol.121. — № 1−4. — P. 53−57.
- Kang Jeong Won, Hwang Ho Jung Molecular dynamics simulations of energetic aluminum cluster deposition // Comput. Mater. Sci. 2002. — Vol. 23.-№ 1−4.-P. 105−110.
- Upper size limit of complete contact epitaxy / K. Meinander, J. Frantz, K. Nordlund et al. // Thin Solid Films. 2003. — Vol.425. — № 1−2. — P. 297 303.
- Lu H.W., Xie J.Q., Feng J.Y. Simulation study on Si and Ge film growth by cluster deposition // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res. B. 2000. -Vol.170.-№ 1−2.-P. 71−78.
- Gspann J. Similarities and Differences between Atomic Nuclei and Clusters // The American Institute of Physics, New York. 1998. — P. 299.
- Yamaguchia Y., Gspann J. Large-scale molecular dynamics simulations of high energy cluster impact on diamond surface // Eur. Phys. J. D. 2001. -Vol.16.-P. 103−106.
- Иевлев B.M., Бугаков A.B., Трофимов В. И. Рост и субструктура конденсированных пленок. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. 386 с.
- Иевлев В.М., Трусов Л. И., Холмянский В. А. Структурные превращения в тонких пленках. М. Металлургия, 1982. — 248с.
- Бугаков А.В., Иевлев В. М., Гапонов А. А. Компьютерное моделирование трехслойных пленочных систем: ориентация и субструктура // Вестник ВГТУ: Сер. Материаловедение. 2000. — Вып. 1.8.-С. 61−63.
- Barnard J.A., Ehrhardt J.J. Low-energy electron diffraction observations of the thermal evolution of 0.5−3.0 ML Pt/Ni (l 11) // J. Vac. Sci. Technol. A. -1990. Vol.8. — № 6. — P. 4061−4068.
- Бугаков A.B., Иевлев B.M., Тураева Т.JI. Специальные межфазные границы в системах с большим несоответствием параметров кристаллических решеток // ФТТ. 1990. — Т.32. — № 9. — С. 2711−2718.
- A molecular dynamics study of an Au/Cu (001) interface / Jimenez-Saez J., Dominguez-Vazguez J., Perez-Martin A.M.C. // Nanotechnology. 2002. -Vol.13. -№ 3. — P. 324−329.
- Бугаков A.B., Иевлев B.M., Ирхин Б. П. Энергия и релаксированная атомная структура межфазной границы в металлических системах с ГЦК-решеткой: энергия границ различных ориентаций // Поверхность. 1993.-№ 2.-С. 97−106.
- Моделирование структурных и субструктурных превращений при кристаллизации аморфной пленки Ni на подложке Pd (001) / А. А. Дмитриев, А. В. Евтеев, Д. Г. Жиляков и др. // Вестник ВГТУ. Серия материаловедение. Воронеж: ВГТУ, 2002. -Вып.1.12. — С. 74−76.
- Атомная структура межзеренных границ / Под ред. А. Н. Орлова // М.:Мир, 1978.
- Структура межкристаллитных и межфазных границ / Косевич В. М., Иевлев В. М., Палатник JI.C., Федоренко А. И. М.:Металлургия, 1980. -256с.
- Орлов А.Н., Перевезенцев В. Н., Рыбин В. В. Границы зерен в металлах. -М.:Металлургия, 1980.- 156с
- Бокштейн Б.С., Копецкий Ч. В., Швиндлерман JI.C. Термодинамика и кинетика границ зерен в металлах. М. Металлургия, 1986. — 224с.
- Копецкий Ч.В., Орлов А. Н., Фионова JI.K. Границы зерен в читых материалах. -М. Металлургия, 1987. 158с.
- Евтеев А.В., Левченко Е. В., Косилов А. Т. Компьютерное моделирование в физике конденсированных сред. Воронеж: изд-во ВГТУ, 2005.- 110с.
- Лагарьков А.Н., Сергеев В. М. Метод молекулярной динамики в статической физике // УФН. 1978. — Т. 125. — № 3. — С. 409−448.
- Полухин В.А., Ухов В. Ф., Дзугутов М. М. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких металлов. М.: Наука, 1981.-323с.
- Полухин В.А., Ватолин Н. А. Моделирование аморфных металлов. М.: Наука, 1985.-288с.
- Verlet L. Computer Experiments on Classical Fluids. I. Thermodynamic Properties of Lennard-Jones Molecules // Phys. Rev. 1967. — Vol.159. — P. 98−103.
- Евтеев А.В., Косилов А. Т., Миленин А. В. Компьютерное моделирование кристаллизации аморфного железа в изохронных условиях // Письма в ЖЭТФ. 2000. — Вып.71. — № 5. — С. 294−297.
- Борн М., Кунь X. Динамическая теория кристаллических решеток. -М.: ИЛ, 1958.-488 с.
- Dynamics of Radiation Damage / J.B. Gibson, A.N. Goland, M. Milgram et al. // Phys. Rev. 1960. — Vol.120. — № 4. — P. 1229−1253.
- Beeman D. Some Multistep Methods for use in Molecular Dynamics Calculations //J. Comput. Phys. 1976. — Vol.20. — P. 130−139.
- Rahman A. Correlations in the Motion of Atoms in Liquid Argon // Phys. Rev. A: Gen. Phys. 1964. — Vol.136. — P. 405−411.
- Химмельблау Д. Методы нелинейной оптимизации. М.: Мир, 1975. -432с.
- Foiles S.M. Application of method embedded-atom to liquid transition of metals // Phys. Rev. B. 1985. — Vol.32. — № 6. — P. 3409−3415.
- Дмитриев А.А., Евтеев A.B., Косилов A.T. Применение метода погруженного атома для моделирования кристаллизации и плавления тонкой пленки меди // Поверхность. Рентгеновские, нейтронные и синхротронные исследования. 2003. — № 5. — С. 74−78.
- Clementi Е., Roetti С. Roothan-Hartree-Fock Atomic Wave Functions // At. Data Nucl. Data Tables. 1974.-Vol.14.-№ 3−4.-P. 177−324.
- Foiles S.M. Calculation of the Surface Segregation of Ni-Cu Alloys with the Use of the Embedded-Atom Method // Phys. Rev. B. 1985. — Vol.32. -№ 12. -P. 7685−7693.
- Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. М.: Металлургия, 1985. — 192 с.
- Ю1.Бугаков А. В, Иевлев В. М. Структура межфазных границ (111)ГЦК-(1 Ю) ОЦК в металлических системах // ФММ. 1995. — Т.79. — № 4. — С. 119−127.
- Large strains in the epitaxy of Cu on Pt{001} / Y.S. Li, J. Quinn, H. Li et al. //Phys. Rev. B.- 1991. Vol.44.-№ 15.- P. 8261−8266.
- Chao S.S., Knabbe E.A., Vook R.W. Auger line shape changes in epitaxial (11 l) Pd/(l 1 l) Cu films // Surface Science. 1980. — Vol.100. — P. 581−589.
- Структурная самоорганизация в металлической гетеросистеме кристалл-монослойная пленка с большим размерным несоответствием компонентов / А. А. Дмитриев, А. В. Евтеев, В. М. Иевлев и др. // Доклады АН. 2004. — Т.396. — № 3. — С. 1−4.
- Ю5.Молекулярно-динамическое моделирование ориентированного роста Ni на (001)Pd / А. С. Прижимов, А. В. Евтеев, В. М. Иевлев // Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. 2004. — Вып. 1.16. — С. 78−81.
- Ю7.0риентационная зависимость гетероэпитаксиального роста пленок Ni на Pd / А. С. Прижимов, В. М. Иевлев, А. Т. Косилов и др. // Фракталы и прикладная синергетика 2005: Сборник статей. Москва, Интерконтакт-Наука, 2005. — С. 52−53.
- Ориентационная зависимость гетероэпитаксиального роста пленок Ni на Pd / А. С. Прижимов, А. В. Евтеев, В. М. Иевлев и др. // ФММ. 2006. -Т. 101-№ 6.- С. 630−637.
- Структурные и субструктурные превращения при росте пленок Ni на сингулярных поверхностях кристалла Pd / А. С. Прижимов, А. В. Евтеев, В. М. Иевлев и др.// Вестник ВГТУ. Сер. Материаловедение. -Воронеж, 2005. Вып. 1.17. — С. 31−36.
- Косевич В.М., Космачев С. М., Карповский М. В. Конденсационно-стимулированная зернограничная диффузия в двухслойных пленках золото-серебро // Поверхность. Физика, химия, механика. 1986. — № 8. -С. 151−152.
- И2.Барабаш О. М., Коваль Ю. Н. Структура и свойства металлов и сплавов. Кристаллическая структура металлов и сплавов. Киев: Наук, думка, 1986. 598 с.
- An XPD and LEED study of highly strained ultrathin Ni films on Pd (100) / M. Petukhov, G.A. Rizzi, M. Sambi et al. // Appl. Surface Sci. 2003. -Vol.212−213.-P. 264−266.
- Копецкий Ч.В., Орлов A.H., Фионова JI.K. Границы зерен в чистых материалах. М.:Металлургия, 1987. 158 с.
- Тураева Т.JI. Специальные межфазные границы в пленочных системах Ag-Cu и Au-Pt // Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Изд-во ВГТУ, Воронеж. 1990. — 16 с.
- Бугаков А.В., Иевлев В. М. Энергия и релаксированная атомная структура межфазных границ в металлических системах с ГЦК-решеткой: структура границ (001) // Поверхность. 1994. — № 7. — С. 2436.
- Нанотехнология в ближайшее десятилетие. Прогноз направления исследований. / Под ред. М. К. Роко, Р. С. Ульямса, П. Аливисатоса. Мир, М.-2002.-292 с.
- Shieu F.-S., Sass S.L. Experimental and theoretical studies of the dislocation structure of NiO-Pt interfaces // Acta Metallurgica et Materialia. 1990. — Vol.38. — № 9. — P. 1653−1667.
- Bollmann W. //Phil. Mag. 1967. — Vol.16. — P. 363−381−383−399.
- Schober Т., Ballufi R.W. // Phil. Mag. 1969. — Vol.20. — № 165. — P. 511 518.
- Schober Т., Ballufi R.W. // Phil. Mag. 1970. — Vol.21. — P. 109−123.
- Schober Т., Ballufi R.W. // Phys. stat. sol. 1971. — Vol.44. — P. 103−114.
- О структуре малоугловых границ кручения в плоскости (001) / В. М. Иевлев, B.C. Постников, К. С. Соловьев и др. // ФТТ. 1972. — Т. 14. — С. 1529−1530.
- Исследование структуры границ зерен / В. М. Иевлев, B.C. Постников, К. С. Соловьев и др. // ФТТ. 1974. — Т.39. — С. 124−132.
- Структура межкристаллитных и межфазных границ / В. М. Косевич, В. М. Иевлев, JI.C. Палатник и др. М.:Металлугия, 1980. 256с.
- Иевлев В.М. Структура поверхностей раздела в пленках металлов. -М.:Металлугия, 1992. 173с.