异质扩散过程中ES势垒的计算

摘要

利用分子动力学中的静态结构计算方法对Pd,Ag及Cu原子在面心立方铜的台阶表面扩散过程中的EhrlichSchwoebel(ES)势垒进行了模拟计算,研究了各种台阶表面情况下增原子扩散过程中的ES势垒;讨论了与衬底互溶的金属和与衬底不互溶的金属增原子扩散的ES势垒的异同,并将模拟结果与同质情况的研究结果进行了对比.结果表明:1)在同质和异质扩散过程中ES势垒随着台阶高度的变化关系是相似的,即随着台阶高度的增加,ES势垒逐渐增加;当台阶高度达到某一高度时ES势垒将趋于定值.2)在跳跃机理下,与Cu互溶的金属(Pd)在Cu表面台阶上扩散的ES势垒最大,其次是Cu,最小的是与Cu不互溶的金属(Ag);而在交换机理下,与Cu不互溶的金属(Ag)在Cu表面台阶上扩散的ES势垒最大,其次是Cu,最小的是与Cu互溶的金属(Pd).3)对大多数台阶的情况,交换机理支配着原子在台阶边缘的扩散行为;且表面台阶高度对交换扩散过程影响较大.