Si原子在Si(001)表面及其台阶附近扩散的分子动力学模拟

摘要

采用Stillinger-Weber势,利用分子动力学方法模拟了si原子在Si(001)表面和该表面单层台阶附近扩散的动力学过程.(1)给出单个Si原子在Si(001)表面垂直于二聚体排方向扩散的扩散路径和扩散机制.Si原子在Si(001)表面垂直于二聚体排方向扩散能够减弱Si原子在Si(001)表面扩散的各向异性.(2)模拟不仅给出与以往文献中原子从SA台阶下台面扩散到上台面相同的扩散路径而且还给出原子从成键的SB台阶上台面扩散到下台面的一种新的扩散机制:增原子通过与表面原子之间的交换.从而解释实验上观察到的Si(001)表面双层原子台阶形成的机制.无论是单个Si原子在Si(001)表面垂直于二聚体排方向扩散还是在Si(001)表面的单层台阶附近扩散,增原子和表面原子之间的交换机制都起着重要的作用.