碲团簇薄膜的生长和退火性质研究

• 作 者: 洪昆权
• 机 构: 南京大学
• 出 处: 南京大学
• 发表日期: 2003年期
• 关键词: 碲团簇薄膜 退火性质 团簇薄膜 低能团簇淀积

低能团簇淀积技术是80年代后期发展起来的新的团簇束流淀积技术，由于其特有的物理机制，实现了以团簇为基元来组装新材料而引起了人们广泛的关注。实验表明团簇薄膜生长的形貌和结构对生长因素的影响比较敏感，对于碲团簇在不同的生长条件下可以形成随机淀积和自组装生长成畴状结构。本文对低能团簇淀积成膜生长的机制进行了一定的研究，在考虑到扩散能力和团簇相互作用能的情况下进行了计算机模拟。发现淀积速率和团簇在衬底上扩散对最终成膜有较大的影响，可能出现从随机淀积到分形生长的转变，在团簇表面凝聚能较大时具有和DDA模型相似的结果，蒸发温度和衬底温度也有较大的影响。在用惰性气体冷凝法制备的碲团簇薄膜在TEM下原位退火中发现在低于250℃时，团簇薄膜基本保持不变，在接近250℃时，因为蒸发而出现了一些空洞，随着时间的延长和退火温度的升高这些空洞扩大，并且形成了分形结构。本文用蒙特卡罗方法对此过程进行模拟，发现随着温度的升高团簇薄膜分别经历了多空洞的随机分布，网状结构，分形结构和多岛状的结构。分形维数等的计算和实验符合的很好，并且在大约520K时存在一个蒸发速率最大的临界点，在不同的退火速度下，随着退火速度的变慢，团簇薄膜蒸发曲线向低温端减速移动，本文的研究表明可以通过退火改变碲团簇薄膜的结构和性能。