应变下(非)晶硅热力学性质及其晶化的分子动力学模拟

摘要

本文基于分子动力学模拟方法,主要研究了两方面内容,一是单晶硅和非晶硅在不同拉伸和压缩比例的情况下,观察其各自在一定温度内的升温过程中的能量变化曲线特点。并从中找出一些规律。二是利用分子动力学方法先将非晶硅和单晶硅有机的结合在一起,处于适宜的温度变化范围内,并在不同方向和不同比例的拉伸和压缩情况下观察其非晶硅晶化的速率和效果。并在其中观察和比较其不同条件下的晶化程度和晶化效果。
　　 对于单晶硅和非晶硅的拉伸及压缩研究表明:在不同比例的拉伸和压缩情况下,单晶硅的相变点温度在整个升温过程中是有一定变化规律的。而非晶硅的能量跳跃点位置也发生了变化。单晶硅和非晶硅在随着拉伸程度的加大,其能量的变化点温度逐渐降低。而压缩情况下的较为复杂。
　　 非晶硅在单晶硅的诱发下的晶化研究表明:非晶硅同一方向和不同方向在拉伸过程中所表现出来的晶化速率和晶化效果也不同。在横向上拉伸或压缩比例不大的情况下,其晶化效果会随着变形程度的增强而增强;在纵向方向上,拉伸变形下的非晶硅晶化效果是随着拉伸程度的增加而减弱,而在压缩程度不大的情况下,其晶化效果也是越来越好的。总之,在横向和纵向各自拉伸和压缩情况下,除了纵向拉伸情况以外,其余三种方式的变形只要在变形程度较小范围内,非晶硅的晶化效果是随着变形程度的增强而增强的。