Ar离子辅助沉积对含氢类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

计算物理 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (5): 751-757.

Ar离子辅助沉积对含氢类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

李运超, 开花, 李双, 郭德成, 李之杰

内蒙古民族大学物理与电子信息学院, 内蒙古通辽 028043

收稿日期:2008-03-18 修回日期:2009-01-27 出版日期:2009-09-25 发布日期:2009-09-25
作者简介:李运超(1980-),男,山东济宁,硕士生,主要从事计算物理研究.
基金资助:
内蒙古自治区教育厅科研基金(批准号:NJ04062);内蒙古民族大学博士启动基金资助项目

Simulation on Ar Ion Assisted Deposition of Hydrogen Diamond-like Carbon Films

LI Yunchao, KAI Hua, LI Shuang, GUO Decheng, LI Zhijie

College of Physical and Electronic Information, Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028043, China

Received:2008-03-18 Revised:2009-01-27 Online:2009-09-25 Published:2009-09-25

摘要/Abstract

摘要： 选C₂分子和一定量的H原子作为沉积源,Ar离子作为辅助沉积粒子,采用分子动力学(MD)方法模拟研究离子束辅助沉积(IBAD)生长类金刚石(DLC)膜的物理过程.给定Ar的入射能量并改变Ar的到达比(Ar/C),研究辅助沉积对DLC膜结构的影响;重点讨论Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对薄膜结构产生的影响.结果表明,由于Ar离子轰击引起的能量和动量的传递,增加了合成薄膜的SP³键含量,增大了合成薄膜的密度,加宽了沉积粒子和衬底的结合宽度,研究结果和实验观察一致,并从合成机理上给出一些定量解释.

关键词: 含氢类金刚石膜, 离子束辅助沉积, 分子动力学模拟

Abstract: Molecular dynamics (MD) simulation is made to study growth of diamond-like carbon (DLC) films via ion-beam-assisted deposition (IBAD).C₂ molecules and H ions are selected as deposition projectiles and Ar ions are selected as assistance projectiles.At fixed incident energy and varied ration (Ar/C),assisted deposition of film is investigated.Transient mobility and migration of C atoms due to Ar impact is investigated.It shows that the impact-induced high recoil energy and displacement of deposited C atoms play a key role in growth of DLC films.It is attributed to incident energy and momentum of assistance Ar.The results agree well with experimental observation.It helps understanding of the growth mechanism.

Key words: hydrogen diamond-like carbon films, ion-beam assisted deposition, molecular dynamics simulation

中图分类号:

O411.3

李运超, 开花, 李双, 郭德成, 李之杰. Ar离子辅助沉积对含氢类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟[J]. 计算物理, 2009, 26(5): 751-757.

LI Yunchao, KAI Hua, LI Shuang, GUO Decheng, LI Zhijie. Simulation on Ar Ion Assisted Deposition of Hydrogen Diamond-like Carbon Films[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2009, 26(5): 751-757.

[1]	侯兆阳, 牛媛, 肖启鑫, 王真, 邓庆田. Al纳米线不同晶向力学行为和变形机制的模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(3): 341-351.
[2]	阿湖宝, 杨志兵, 胡冉, 陈益峰. 纳米尺度下毛细流动的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 603-611.
[3]	王国华, 崔雅茹, 杨泽, 李小明, 汤宏亮, 杨树峰. Fe_xO-SiO₂-CaO-MgO-“NiO”系镍渣势函数及分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 215-223.
[4]	和二斌, 罗志荣, 朱留华. 肌红蛋白力致去折叠的全原子分析[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 205-211.
[5]	周璐, 马红和. 超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(2): 212-220.
[6]	史晓蕊, 刘振宇, 吴慧英. 纳米孔壁面作用对蛋白质过孔影响的粗粒化分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(1): 63-68.
[7]	梁华, 李茂生. 孔洞和空位对单晶铝力学性能影响的分子动力学研究[J]. 计算物理, 2019, 36(2): 211-218.
[8]	张海燕, 殷新春. 简单金属固液界面固化过程生长机制的分子动力学研究[J]. 计算物理, 2019, 36(1): 80-88.
[9]	祁美玲, 杨琼, 王苍龙, 田园, 杨磊. 结构材料辐照损伤的分子动力学程序GPU并行化及优化[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 461-467.
[10]	邹济杭, 叶振强, 曹炳阳. 势能模型对石墨烯导热性质分子动力学模拟的影响[J]. 计算物理, 2017, 34(2): 221-229.
[11]	刘冰, 史俊勤, 沈跃, 张军. 石墨狭缝中甲烷吸附的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2013, 30(5): 692-699.
[12]	段芳莉, 郭其超. 纳米接触行为的三维多尺度数值模拟[J]. 计算物理, 2012, 29(5): 753-758.
[13]	段芳莉, 颜世铛. 半晶态聚合物的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2012, 29(5): 759-765.
[14]	戚振红, 张文飞, 贾敏. 纳米尺度流动速度计算的新方法[J]. 计算物理, 2012, 29(4): 503-510.
[15]	颜超. 载能Ni原子斜入射Pt(111)表面的分子动力学模拟[J]. 计算物理, 2011, 28(5): 767-772.