氮粒子对Ti-Si-N岛构型演变影响的第一性原理计算

作     者：刘学杰 魏怀 陆峰 吴帅 任元 银永杰 张素慧 LIU Xuejie;WEI Huai;LU Feng;WU Shuai;REN Yuan;YIN Yongjie;ZHANG Suhui

作者机构：内蒙古科技大学机械工程学院包头014010 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2014年第31卷第5期

页      面：1364-1368页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(50845065) 内蒙古自然科学基金(2010Zd21) 包头市科技计划项目(2013J2001-1) 

主　　题：界面形成条件 相分离 构型演变 激活能 第一性原理 

摘      要：为了研究Ti-Si-N薄膜生长过程中界面的形成,采用第一性原理计算了在TiN(001)表面上3N-2Ti-1Si、4N-1Ti-1Si和4N-2Ti-1Si岛的各构型的总能量和吸附能,并且利用推移弹性带(NEB)的方法计算了各岛构型演变过程中所需的迁移激活能。计算结果表明:Ti粒子在岛内的构型是低能量的稳定结构,这种构型是由SiN相从TiN相中分离出来而形成的;在3N-2Ti-1Si、4N-1Ti-1Si和4N-2Ti-1Si 3种构型的演变方式中,3N-2Ti-1Si构型演变所需的激活能较小,更容易实现构型演变;适量地增加N粒子的沉积比例,可以使岛构型演变所需的激活能减小,促进SiN相与TiN相的分离;当N与Ti的粒子数比例达到3∶2时,界面最容易形成。