二元氧化物外延生长的基本物理问题和模拟方法研究

项目名称： 二元氧化物外延生长的基本物理问题和模拟方法研究

项目编号： No.10974228

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 于艳梅

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 33万元

中文摘要： 二元氧化物外延生长涉及金属和氧两类原子，并具有表面极性和晶体结构对称性低等特点，不能直接套用单原子体系的理论模型。因此，我们拟建立二元氧化物外延生长相场数学模型，结合表面上金属－氧基本构型的第一性原理计算，引入相关的表面性质和原子表面运动过程，考虑表面极性、反相结构、强烈各向异性生长等特点，实现大尺度模拟，研究二元氧化物多层外延生长中原子岛及其阵列的生长和稳定性规律，解释该领域热点问题，为二元氧化物材料和器件的可控生长提供理论依据。该方法以一个类似Ginzburg-Landau的自由能泛函决定外延生长系统的空间分布与时间演化，通过数值解得到大尺度形貌和外延生长动力学标度规律；自申请人提出后，已解决了金属和硅的若干典型外延生长问题（PRB/E和APL,5篇），并通过对ZnO简单外延生长体系的探索，验证了其可扩展性（PRB,1篇）。二元氧化物外延生长相场模型的建立将为该领域提供一个新的模拟方法

中文关键词： 外延生长；相场模型；相场晶粒模型；第一性原理；大尺度模拟

英文摘要：

英文关键词： epitaxy growth；phase field；phase field crystal；first principle；large scale simulation