金刚石表面金属薄膜生长过程的动力学研究

提高金属和金刚石表面的结合力一直是目前理论和实验上具有挑战性的课题。本项目采用第一性原理计算和动力学的蒙特卡洛方法，选择在概念上一个新的途径，研究一些金属在金刚石(100)表面的金属化过程，探讨金属和金刚石表面的结合规律。首先，研究亚单层生长时金属原子在金刚石表面的吸附、扩散、成核以及金属原子和原子岛之间的相互作用等过程；注重金属原子所表现的量子尺寸效应和在微观尺度上对金属和金刚石结合规律理解。其次，研究金属原子在金刚石衬底上进行外延层生长时，金属原子之间的扩散、交换作用（E-S势）等。在此基础上，模拟金刚石表面上金属岛形貌的演化和金属/金刚石薄膜的生长模式。通过本项目的研究，给出目前实验上研究的两种典型金属在金刚石表面生长的微观机制，生长过程与生长条件的关系。研究结果不仅对制备高质量的金刚石薄膜电子器件，而且对改善金属和金刚石薄膜结合的力学性能都具有指导意义。