К ПОДХОДУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКРИСТАЛЛОВ В ПРОЦЕССЕ КАРБОНИЗАЦИИ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ

  • Юрий Сергеевич Нагорнов Тольяттинский государственный университет
  • Борис Феликсович Мельников Тольяттинский государственный университет
  • Андрей Викторович Золотов ООО «СимбирСофт»
Ключевые слова: моделирование методом Монте-Карло, рост нанокристаллов, карбид кремния, гетерогенный механизм плавления

Аннотация

В работе разработан метод Монте-Карло, который позволяет моделировать образование нанокристаллов карбида кремния в процессе высокотемпературной карбонизации пористого кремния и учитывает объемную диффузию. Результаты моделирования показали, что в процессе карбонизации пористого кремния при температурах подложки 1273 К и выше наблюдается образование нанокристаллов карбида кремния в приповерхностных областях квантовой нити, представляющие собой наночастицы размером порядка 5-10 нм, что соответствует экспериментальным результатам. В работе также представлена термодинамическая модель формирования нанокристаллов, которая учитывает гетерогенный механизм плавления нанокристаллов кремния и объясняет всю совокупность экспериментальных и численных данных.

Литература

1. Frenkel D. Understanding Molecular simulation from algorithms to applications. Academic Press. 2002.
2. Heerman D. W. Computer simulation methods in theoretical physics. Second edition. New York. 1990.
3. Fishman G. S. Monte Carlo : concepts, algorithms, and applications. NewYork. 1995.
4. Ke S. C., DeLucas L. J., Harrison J. G. Computer simulation of proteincrystal growth using aggregates as the growth unit // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998, V.31, P. 1064-1070.
5. Cavallotti C. et. al. Multiscale simulation of silicon film growth // Cryst.Res. Technol. 2005. V. 40. № 10-11. P. 958.
6. Miller R. S. et. al. Monte Carlo simulation of three-dimensional noniso-thermal grain-microstructure эвolution: application to LENS rapid fabrication // Journal of Materials Synthesis and Processing. 2001. V. 9. № 6. P. 329.
7. Kersulis S., Mitin V. Molecular beam epitaxial growth of Si (001): MonteCarlo study // Semicond. Sci. Technol. 1995. V. 10. P. 653-659.
8. Flores M., Fuenzalida V., Heberle P. Thermal effects in the size distributionof SiC nanodots on Si(111) //Phys. Stat. Sol (a) 2005. № 10. P. 1959 -1966.
9. Двуреченский А.В., Зиновьев В.А., Марков В.А. Механизм структурных изменений поверхности Si(111) при импульсном воздействии низкоэнергетическими ионами в процессе эпитаксии из молекулярного пучка // ЖЭТФ,1998. Т. 114. Вып. №12. С 2055-2060.
10. Зверев А.В., Неизвестный И.Г., Шварц Н.Л. и др. Моделирование процессов эпитаксии, сублимации в трехмерном приповерхностном слое кремния //ФТП . 2001. Т. 35. Вып. 9. С. 1067-1074.
11. Wang Jian, Zhang Kaiming and Xie Xide. Pair potentials for C-C, Si-Si andSi-C from inversion of the cohesive energy// J. Phys.: Condens. Matter. 1994. №6. P.989-996.
12. Maksym P. A. Monte Carlo simulation of III-V MBE growth // Semicond. Sci. Technol. 1998. № 3. P. 594-599.
13. Bittencourt C. Formation of a SiC buffer layer by reaction of Si (100) with methane and hydrogen plasma // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999, V. 32, P. 2478–2482.
14. Нагорнов Ю.С., Костишко Б.М., Миков С.Н., Атажанов Ш.Р. Золотов А.В., Пчелинцева Е.С. Механизм образования нанокристаллов карбида кремния при высокотемпературной карбонизации пористого кремния // ЖТФ 2007, Т.77, В.8, С.135.
15. Громов Д.Г., Гаврилов С.А. Проявление гетерогенного механизма при плавлении малоразмерных систем // Физика твердого тела. 2009. Т. 51. Вып. 10. С. 2012-2021.
16. Валов П.М., Лейман В.И. Размерные эффекты в температурах плавления и кристаллизации нанокристаллов хлорида меди в стекле // Письма в ЖЭТФ, 1997, Т.66, вып.7, с.481-486.
Выпуск
Раздел
Естественные науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>