Содержание
- 2. План курса Физико-химические основы формирования твердотельных наноразмерных структур 1.1. Зарождение и рост островков на поверхности твердого
- 3. План курса Механизмы формирования квантовых точек в гетероэпитаксиальных системх 2.1. Свободная энергия образования когерентного островка 2.2.
- 4. План курса 3. Моделирование процесса роста наношнуров и нанотрубок 3.1. Рост наношнуров и нанотрубок по механизму
- 5. Литература по курсу Дубровский, В.Г. Теоретические основы технологии наноструктур / В.Г. Дубровский. – уч. пособие, Санкт-Петербург.:
- 6. Для получения высококачественных тонких пленок и многослойных структур используют чаще всего механизмы эпитаксиального роста материала пленки
- 7. Для выращивания полупроводниковых сверхрешеток приме-няется технология роста из газовой фазы с использованием металлоорганических соединений, где используется
- 8. Тонкие магнитные пленки и многослойные магнитные структуры, а также кремний и германий могут быть получены различными
- 9. Наиболее важные процессы при эпитаксиальном росте: адсорбция атомов или молекул на поверхности подложки; поверхностная миграция атомов
- 10. Конденсация на подложку нового материала из газовой фазы определяется скоростью столкновения атомов или молекул с подложкой
- 11. Частица, конденсированная из газовой фазы, может сразу же покинуть поверхность подложки или диффундировать по поверхности. Процесс
- 12. Процессы на поверхности, сопровождающие эпитаксиальный рост при молекулярно-лучевой эпитаксии, могут быть описаны количественно. Каждый из индивидуальных
- 13. На феноменологическом уровне различают три основные типа роста тонких эпитаксиальных пленок Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок
- 14. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Послойный рост (layer-by-layer growth). При этом механизме роста каждый последующий слой
- 15. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Промежуточным между этими двумя механизмами является рост Странски-Крастанова (Stransky-Krastanov, SK, layer-plus-islandgrows),
- 16. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Условие, разграничивающее реализацию того или иного механизма роста, можно получить из
- 17. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Из условия равновесия для любого элемента длины линии соприкосновения подложки, трехмерного
- 18. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Если краевой угол равен нулю, то островок “растекается” тонким слоем по
- 19. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Если краевой угол больше нуля, то реализуется механизм роста островков, условие
- 20. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок Для более полного вывода условий, при которых реализуется тот или иной
- 21. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Рассмотрим термодинамические свойства монослойной
- 22. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки В модели решеточного газа
- 23. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки В случае монослойной пленки
- 24. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Простейшим способом приближенного расчета
- 25. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Величина φ называется константой
- 26. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Очевидно, что μ(θ) монотонно
- 27. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Таким образом, значение φ=4
- 28. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки В равновесной термодинамике волноообразный
- 29. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Рассматривая химический потенциал как
- 30. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Равновесные значения плотности разреженной
- 31. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Графики отклонения химического потенциала
- 32. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Зависимости равновесных заполнений и
- 33. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки В равновесии петля ван-дер-Ваальса
- 34. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Теоретическое исследование кинетики формирования
- 35. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки При достаточно низких температурах
- 36. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки При температурах, характерных, например,
- 37. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Термодинамика монослойной пленки Для достижения плотности адатомов,
- 38. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности В дальнейшем мы
- 39. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности При молекулярно-пучковой эпитаксии
- 40. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности При малых степенях
- 41. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности В отсутствии встраивания
- 42. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности Важнейшим процессом, который
- 43. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности (21) Для грубых
- 44. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности (22) Рассмотрим теперь
- 45. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности (23) Очевидно, при
- 46. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Элементарные процессы на поверхности В простейшем случае
- 47. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста Простейшая
- 48. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста Здесь
- 49. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста В
- 50. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста Во-первых,
- 51. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста Во-вторых,
- 52. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Островковый, послойный и промежуточный механизмы роста
- 53. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Стадии ростового процесса Любой фазовый переход первого
- 54. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Стадии ростового процесса В случае роста тонких
- 55. Основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела Стадии ростового процесса
- 56. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Согласно классической теории нуклеации Беккера–Деринга–Зельдовича-Френкеля, зарождение
- 57. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Свободная энергия образования двумерного островка из
- 58. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации По порядку величины ε можно оценивать
- 59. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Из (25) легко получить следующие формулы
- 60. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Активационный барьер нуклеации ΔF(i) убывает при
- 61. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации При заданной свободной энергии образования зародышей
- 62. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Это уравнение имеет смысл уравнения непрерывности
- 63. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Для выполнения первого граничного условия (32)
- 64. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Для рассматриваемого случая нуклеации двумерных островков
- 65. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации В формуле (37) τD – характерное
- 66. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Теория нуклеации Время установления стационарного режима нуклеации в
- 67. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков В закритической области диффузия в
- 68. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков Отсюда видно, что скорость роста
- 69. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (45) В случае механизма латерального
- 70. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (46) Начальное условие к (45)
- 71. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (47) Начальное условие для ρ*(t)
- 72. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков
- 73. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (48) Именно для этого и
- 74. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (49) Правая часть (48) дает
- 75. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (50) Эквивалентность двух форм записи
- 76. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (52) Величина Φmax по физическому
- 77. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Независимый рост островков (53) На стадии независимого роста
- 78. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Освальдовское созревание Стадия оствальдовского созревания является поздней стадией
- 79. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Оствальдовское созревание Поскольку островки докритического размера распадаются, а
- 80. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Оствальдовское созревание Для того, чтобы стадия оствальдовского созревания
- 81. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Оствальдовское созревание Схематическое изображение процесса Оствальдовского созревания. Если
- 82. Зарождение и рост островков на поверхности твердого тела Освальдовское созревание Поскольку в дальнейшем будут в основном
- 83. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова После завершения стадии независимого роста островков начинается их слияние
- 84. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова жидкокапельная коалесценция твердофазная коалесценция
- 85. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова Жидкокапельная коалесценция двумерных островков за счет их бокового роста
- 86. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова При росте тонких пленок методом молекулярно-лучевой эпитаксии и его
- 87. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова Теория кристаллизации Колмогорова справедлива в рамках следующих предположений: 1)
- 88. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова Функции I(t) и v(t) являются внешними функциями модели, то
- 89. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова В формулу (55) входит функция g(t) – степень заполнения
- 90. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова Теория Колмогорова позволяет найти и другие динамические характеристики растущей
- 91. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова (58) Приведем выражения для степени заполнения поверхности двумерной пленкой
- 92. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова (59) 2) Мгновенное зарождение, постоянная скорость роста островков (I=Nδ(t),
- 93. Формирование сплошной пленки Слияние островков. Модель Колмогорова (60) 3) Мгновенное зарождение, закон роста r~t1/2 (I=Nδ(t), v=r0/(t0t)1/2):
- 94. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Теоретическое исследование трехмерного роста пленки представляет собой достаточно сложную задачу.
- 95. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Достаточно много работ, посвященных моделированию роста в методе молекулярно-лучевой эпитаксии,
- 96. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки В случае двумерного механизма роста слоев теоретическое рассмотрение удобно проводить
- 97. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Полислойная модель роста: Z2 – степень заполнения поверхности вторым слоем
- 98. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Очевидно, в любой момент времени . Средняя высота Н(t) и
- 99. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Функции F2(t), F3(t) … определяются согласно (65) (66) Функции Y2(t),
- 100. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки (67) (68) Не конкретизируя пока вид этих функций, предположим только,
- 101. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки (69) (70) Формулы обращения для средней высоты и шероховатости следуют
- 102. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки (71) (72) Точный результат, следующий из (69), (70) при φ*(ω)
- 103. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки (74) Из (71) и (72) следует, что после заполнения первого
- 104. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Как видно из (60), такой механизм двумерного роста слоев, и,
- 105. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки Для произвольных механизмов роста первого и верхних слоев, используя разложение
- 106. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки В отличие от случая диффузионного механизма роста верхних слоев, теперь
- 107. Формирование сплошной пленки Трехмерный рост пленки При чисто послойном росте Франка – ван-дер-Мерве в (61), (62)
- 108. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Изложенная выше картина роста относится к классическому случаю
- 109. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад В случае сильнометастабильной системы адатомов характер фазового перехода
- 110. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Для описания фазового перехода в таких условиях требуется
- 111. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Изменение F при постоянной температуре T и числе
- 112. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Из (79)-(82) следует нелинейное уравнение для s вида
- 113. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Скорость зарождения островков зависит от пересыщения как (85)
- 114. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад (87) Можно также обобщить модель двумерного решеточного газа
- 115. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Сумма по j в (87) ведется по ближайшим
- 116. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Уравнение (87) сохраняет среднее по поверхности значение плотности
- 117. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Функция D(θ) при различных φ всегда положительна выше
- 118. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Уравнение (89) является примером уравнения типа «диффузия плюс
- 119. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Будем считать, что точка θ0 лежит внутри спинодали.
- 120. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Функция U(η) является ана-логом потенциального поля в системе
- 121. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Очевидно, в системе с полной энергией, меньшей обоих
- 122. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Зависимости η(x), полученные в результате численного интегрирова-ния (93)
- 123. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Пилообразные структуры в случае К=U(η+) при θ0=0.5 и
- 124. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Проведено численное решение дискретных уравнений (87). На неустойчивое
- 125. Формирование сплошной пленки Сильнометастабильные системы и спинодальный распад Эволюция морфологии поверхности при спинодальном распаде, Lc=10 нм,
- 127. Скачать презентацию