Чисельне моделювання росту тонких плівок шляхом випадкового осадження з випаровуванням частинок

Автори A. Saoudi1,2 , S. Boulahrouz1,3 , S. Fares4 , M. Chitour1 , K. Mansouri1,2 , L. Aissani5 , A. Abboudi1,2
Приналежність

1Mechanical Engineering Department, Abbes Laghrour-Khenchela University, PO Box 1252, 40004 Khenchela, Algeria

2Laboratory of Engineering and Sciences of Advanced Materials (ISMA), Abbes Laghrour University, 40004 Khenchela, Algeria

3Electromechanical Engineering Laboratory, 23000 Annaba, Algeria

4Laboratoire Microstructures et Défauts Dans les Matériaux, Univeristé Frères Mentouri Constantine 1Route Ain El Bey, 25017 Constantine, Algeria

5Matter Science Department, Abbes Laghrour-Khenchela University, PO Box 1252, 40004 Khenchela, Algeria

Е-mail saoudi_abdenour@univ-khenchela.dz
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 6
Дати Одержано 12 серпня 2022; у відредагованій формі 22 грудня 2022; опубліковано online 27 грудня 2022
Посилання A. Saoudi, S. Boulahrouz, S. Fares, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 6, 06016 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(6).06016
PACS Number(s) 62.20.Qp, 68.60.Dv
Ключові слова Поверхня росту (5) , Випаровування (12) , Шорсткість (8) , Поведінка масштабування (4) , Фрактальна розмірність (7) , Міжвузля (4) .
Анотація

Робота містить узагальнення осадження частинок для покращення фізики процесу моделювання та для того, щоб зробити його більш схожим на реальні процеси осадження, такі як випаровування частинок, яке полягає у притяганні пароподібних і газоподібних частинок шляхом зменшення тиску повітря та скупчення інших молекул повітря. Це не тільки зменшує енергію, необхідну для випаровування, але також забезпечує більш прямий шлях до області осадження, оскільки частинки пари не так часто перенаправляються іншими частинками всередині камери. Хоча ми не маємо справу з бомбардуванням у нашому підході, ми пропонуємо метод генерації кластерів випадкової форми та розміру, починаючи від окремої частинки до набору частинок, щоб зробити моделювання більш репрезентативним для експериментальної реальності. Згідно з результатами, отриманими в нашому дослідженні, зростання інтерфейсу при випадковому осадженні з парової фази відбувається за двома різними режимами (перші кластери вирощуються випадковим чином шляхом створення інтерфейсу, який виріс в результаті осадження або випаровування частинок через різницю між середнім хімічним потенціалом пари Uv і потенціалом інтерфейсу Ui). Експоненти росту (β) і шорсткості (α) були стабільними зі збільшенням розміру підкладки (L) та кількості частинок (N), що бомбардуються. Ці експоненти чутливі до зміни Ui, де α зменшується, коли Ui змінюється від 0 до − 6, обернено до експоненти β. Усі поверхні, отримані в рамках цієї моделі, мають фрактальні властивості. Крім того, техніка Грінвуда та Вільямсона, яка полягає в заміні шорстко-шорсткого контакту шорстко-гладким, геометрично коректна на рівні міжвузлів і менш коректна по відношенню до теплової задачі відповідно по шорсткості інтерфейсів контактних поверхонь.

Перелік посилань