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低能Cl原子刻蚀Si(100)表面的分子动力学模拟

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物理学报 2011年第4期60卷 406-411页

作者：贺平逆宁建平秦尤敏赵成利苟富均贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 贵州大学理学院贵阳550025 荷兰皇家科学院等离子体研究所

使用分子动力学模拟方法研究了不同能量(0.3—10eV)的Cl原子对表面温度为300K的Si(100)表面的刻蚀过程.模拟中采用了Tersoff-Brenner势能函数来描述Cl-Si体系的相互作用.模拟结果显示,随着入射Cl原子在表面的吸附达到饱和,Si表面形成一... 详细信息

使用分子动力学模拟方法研究了不同能量(0.3—10eV)的Cl原子对表面温度为300K的Si(100)表面的刻蚀过程.模拟中采用了Tersoff-Brenner势能函数来描述Cl-Si体系的相互作用.模拟结果显示,随着入射Cl原子在表面的吸附达到饱和,Si表面形成一层富Cl反应层.这和实验结果是一致的.反应层厚度随入射能量增加而增加.反应层中主要化合物类型为SiCl,且主要分布于反应层底部.模拟结果发现随初始入射能量的增加,Si的刻蚀率增大.在入射能量为0.3,1和5eV时,主要的Si刻蚀产物为SiCl4.在入射能量为10eV时,主要的Si刻蚀产物为SiClx(x<4).分析表明随着入射能量的增加,Cl对Si的刻蚀从化学刻蚀向物理刻蚀转变.

关键词：分子动力学 Cl刻蚀Si 分子动力学模拟微电子机械系统

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聚变堆中H刻蚀碳氢薄膜的分子动力学模拟

真空科学与技术学报 2011年第3期31卷 320-325页

作者：吕晓丹秦尤敏赵成利宁建平贺平逆苟富均贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 贵州大学材料与冶金学院贵阳550003 辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 荷兰皇家科学院等离子体所

使用分子动力学方法模拟了低能H原子与碳氢薄膜的作用过程,以了解基于核聚变装置中等离子体与C基材料的相互作用机制。模拟中使用REBO(reactive empirical bond order)势函数来描述C-H体系中原子间的相互作用,并使用Berendsen热浴来控... 详细信息

使用分子动力学方法模拟了低能H原子与碳氢薄膜的作用过程,以了解基于核聚变装置中等离子体与C基材料的相互作用机制。模拟中使用REBO(reactive empirical bond order)势函数来描述C-H体系中原子间的相互作用,并使用Berendsen热浴来控制体系的温度。文中着重探讨了入射能量对低能H原子刻蚀碳氢薄膜的影响,入射能量分别为0.3,1,5和10eV。模拟结果显示随着入射能量的增加,H原子的吸附率增加,C原子和H原子的刻蚀率增加。同一能量下H原子比C原子更易发生刻蚀。通过讨论发现在H原子与碳氢薄膜作用过程中,当能量大于1 eV时,由于入射的H原子先沉积在表面并与表面原子发生反应形成碳氢化合物,然后在后续入射粒子的轰击下碳氢化合物在表面发生解吸附现象,从而导致了C原子的刻蚀,因此C原子的刻蚀发生主要是化学增强的物理溅射。

关键词：分子动力学碳氢薄膜吸附刻蚀

Ar＋与氟化的Si样品相互作用机制的研究：分子动力学模拟

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真空科学与技术学报 2010年第3期30卷 229-235页

作者：秦尤敏吕晓丹宁建平 A．Bogaerts 苟富君贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 四川大学核科学与技术工程学院成都610064 比利时安特卫普大学化学系PLASMANT课题组比利时B-2610 荷兰皇家科学院等离子体所荷兰2300

采用分子动力学方法模拟了Ar+与表面含有C,F反应层的Si样品的相互作用过程,以了解Ar+与氟化的Si的作用机制。为了和相对应的实验结果做比较,选择了两种样品,表面富F样品和表面富C样品。模拟结果表明,对于表面富F样品,能清楚地看到Si的... 详细信息

采用分子动力学方法模拟了Ar+与表面含有C,F反应层的Si样品的相互作用过程,以了解Ar+与氟化的Si的作用机制。为了和相对应的实验结果做比较,选择了两种样品,表面富F样品和表面富C样品。模拟结果表明,对于表面富F样品,能清楚地看到Si的刻蚀且随着入射能量的增加Si的刻蚀增加。当入射Ar+数量到达一定程度后Si的刻蚀完全停止。对于富C样品,几乎没有发生Si的刻蚀,这是由于Si-C键对Si的刻蚀起阻碍作用。

关键词：分子动力学作用机制刻蚀表面富F样品表面富C样品

分子动力学模拟不同入射能量的SiF_2与SiC的相互作用

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真空科学与技术学报 2011年第3期31卷 376-380页

作者：赵成利秦尤敏吕晓丹宁建平贺平逆苟富均贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 贵州大学理学院贵阳550025 辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 荷兰皇家科学院等离子体所

采用分子动力学模拟方法研究了入射能量对SiF2与SiC样品表面相互作用的影响。本次模拟选择的入射初始能量分别为0.3,1,5,10和25 eV。模拟结果显示SiF2分解率与Si和F原子的沉积率有密切的关系。沉积的Si和F原子在SiC表面形成一层SixFy薄... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了入射能量对SiF2与SiC样品表面相互作用的影响。本次模拟选择的入射初始能量分别为0.3,1,5,10和25 eV。模拟结果显示SiF2分解率与Si和F原子的沉积率有密切的关系。沉积的Si和F原子在SiC表面形成一层SixFy薄膜。随入射能量的增加,薄膜厚度先增加后减小,薄膜中Si-Si键密度增大。构成薄膜的主要成分SiFx（x=1-4）中主要是SiF和SiF2,随入射能量的增加,薄膜成分由SiF2向SiF转变。

关键词：分子动力学分解率沉积率 SixFy薄膜

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钨等离子体平均离化度研究

核聚变与等离子体物理 2011年第4期31卷 327-331页

作者：黄华姜明马波吴双杨志坚苟富均西南民族大学电气信息工程学院成都610041 荷兰皇家科学院等离子体物理研究所

用SHML模型计算了在局域热力学平衡条件下钨等离子体在温度为0．3～10keV、密度为0．001～O．1g·cm-3范围内的平均离化度，研究了钨等离子体平均离化度随温度、密度的变化规律。结果表明，钨等离子体的平均离化度随着密度的增加而减小... 详细信息

用SHML模型计算了在局域热力学平衡条件下钨等离子体在温度为0．3～10keV、密度为0．001～O．1g·cm-3范围内的平均离化度，研究了钨等离子体平均离化度随温度、密度的变化规律。结果表明，钨等离子体的平均离化度随着密度的增加而减小，随着温度的升高而增大，并且在增大的过程中出现了三个平台。研究了电离势对离化度的影响，解释了出现平台的原因。

关键词：钨等离子体平均离化度电离势

分子动力学模拟样品温度对F刻蚀SiC的影响

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真空科学与技术学报 2010年第2期30卷 111-115页

作者：宁建平秦尤敏吕晓丹 A．Bogaerts 苟富君贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 四川大学核科学与技术工程学院成都610064 比利时安特卫普大学化学系PLASMANT课题组比利时B-2610 荷兰皇家科学院等离子体所荷兰2300

利用分子动力学模拟方法研究了在低能F原子刻蚀SiC表面过程中样品温度对刻蚀的影响。由模拟结果可知,随着温度的升高,F在样品表面的沉积量和散射量均呈下降趋势,而发生溅射的F的量和与样品作用生成挥发物质的F的量逐渐增加。Si的刻蚀量... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了在低能F原子刻蚀SiC表面过程中样品温度对刻蚀的影响。由模拟结果可知,随着温度的升高,F在样品表面的沉积量和散射量均呈下降趋势,而发生溅射的F的量和与样品作用生成挥发物质的F的量逐渐增加。Si的刻蚀量均随着温度的升高而升高。样品中Si原子的刻蚀主要是通过生成SiF4得以实现的,C原子的刻蚀主要是通过生成CFx(x=1～3)等挥发性物质实现的。

关键词：分子动力学刻蚀样品温度 SiC

分子动力学模拟不同入射能量的CH与碳氢薄膜的相互作用

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真空科学与技术学报 2011年第2期31卷 138-143页

作者：秦尤敏吕晓丹赵成利宁建平贺平逆 A.Bogaerts 苟富均贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 贵州大学材料与冶金学院贵阳550003 比利时安特卫普大学化学系PLASMANT课题组辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 荷兰皇家科学院等离子体所

本文使用分子动力学方法模拟低能CH与碳氢薄膜的相互作用,以探讨在核聚变过程中CH的再沉积行为及对面向等离子体材料性质变化的影响。选择的入射能量分别为0.3,1,5,10 eV。模拟结果表明随着入射能量的增加C原子与H原子的吸附率增加,且... 详细信息

本文使用分子动力学方法模拟低能CH与碳氢薄膜的相互作用,以探讨在核聚变过程中CH的再沉积行为及对面向等离子体材料性质变化的影响。选择的入射能量分别为0.3,1,5,10 eV。模拟结果表明随着入射能量的增加C原子与H原子的吸附率增加,且在入射能量大于CH离解能的情况下,同一能量下H原子的吸附率小于C原子的吸附率。随着入射能量的增加,薄膜的厚度增加,薄膜中含有Csp2的范围变宽,并且表面逐渐转变为Csp2表面。薄膜中的C主要以Csp3形式存在,其次是Csp2,几乎不含Csp1。通过统计薄膜中的CHx（x为1~4）发现CH占优势,其次是CH2,而CH4的量非常少。

关键词：分子动力学碳氢薄膜再沉积吸附率

Ar流速对多级弧放电装置中Ar等离子特性的影响

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强激光与粒子束 2011年第12期23卷 3338-3344页

作者：张浚源王鹏孙伟中吕晓丹贺平逆苟富均四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 贵州大学理学院贵阳550025 荷兰皇家科学院等离子体所

采用PLASIMO程序模拟了入口处Ar流速对多级弧放电产生的非热平衡Ar等离子体特性的影响。模拟结果发现:从入口处到出口处,沿中心轴线,压强逐渐降低,电子平均能量基本保持不变。当流速一定时,从器壁到中心轴线处,电子数密度呈增大趋势;从... 详细信息

采用PLASIMO程序模拟了入口处Ar流速对多级弧放电产生的非热平衡Ar等离子体特性的影响。模拟结果发现:从入口处到出口处,沿中心轴线,压强逐渐降低,电子平均能量基本保持不变。当流速一定时,从器壁到中心轴线处,电子数密度呈增大趋势;从入口处到出口处,电子数密度呈先增大后减小的趋势;当流速分别为50,100,150和200cm3/s时,电子数密度最大值分别为10.13×1021,16.31×1021,18.98×1021和26.33×1021 m-3;随着流速的增大,其电子数密度逐渐增大。当流速一定时,从器壁到中心轴线处,电子温度逐渐增大;从入口处到出口处,电子温度呈先增大后减小再增大的趋势,并在中心轴线处距入口55～60mm有最大值,当流速分别为50,100,150和200cm3/s时,其最大值分别为1.299,1.234,1.157和1.132eV;由于入口处和器壁处的电子温度都为0.517eV,所以随着Ar流速的增大,其电子温度逐渐减小。当Ar流速一定时,从器壁到中心轴线处,离子温度逐渐增大;从入口处到出口处,离子温度呈先增大后减小的趋势,并且在中心轴线距入口20～30mm离子温度取得最大值,当流速分别为50,100,150和200cm3/s时,离子温度最大值分别为0.815 6,0.907 02,0.975 2和1.014eV。随入口处流速的增大,电弧腔体内的离子温度逐渐增大。

关键词：流体多级弧放电氩等离子体特性流速电子温度

样品温度对CF_3^+与Si表面相互作用影响的分子动力学模拟

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物理学报 2010年第10期59卷 7225-7231页

作者：宁建平吕晓丹赵成利秦尤敏贺平逆 A.Bogaerts 苟富君贵州大学等离子体与材料表面作用研究所贵阳550025 贵州大学材料科学与冶金工程学院贵阳550003 比利时安特卫普大学化学系PLASMANT课题组四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 荷兰皇家科学院等离子体所

利用分子动力学模拟方法研究了不同温度下CFx层对CF3+刻蚀Si表面过程的影响.由模拟数据可知,温度对C和F的沉积有显著的影响;通过提高样品的温度,物理刻蚀得到了加强,而化学刻蚀被减弱.同时,随着温度的升高,Si的刻蚀率相应增加.刻蚀产物... 详细信息

利用分子动力学模拟方法研究了不同温度下CFx层对CF3+刻蚀Si表面过程的影响.由模拟数据可知,温度对C和F的沉积有显著的影响;通过提高样品的温度,物理刻蚀得到了加强,而化学刻蚀被减弱.同时,随着温度的升高,Si的刻蚀率相应增加.刻蚀产物中的SiF,SiF2的量随温度的增加而增加,SiF3的量与基体温度没有直接的关系.Si刻蚀率的增加主要是通过提高SiF,SiF2从表面脱离的量得以实现的.通过比较发现CF3+在Si表面的沉积对后续的刻蚀过程产生了巨大的影响,具体表现为大大增加了Si的刻蚀率,减弱了Si的化学刻蚀机理。

关键词：分子动力学等离子体刻蚀样品温度