Ge基二维正方晶格光子晶体带隙优化设计

采用平面波展开法模拟二维光子晶体在E极化和H极化下的能带结构,研究Ge基二维正方品格光子晶体的填充比以及晶格排列结构对最大禁带宽度的影响.结果表明:在空气背景材料中填充Ge柱的介质柱结构中,可产生TE、TM带隙,且各方向完全带隙出现在r/a =0.19～0.47范围内,最大完全带隙禁带宽度可以达到0.064(归一化频率);在选取Ge为背景材料的空气孔型结构中,同样可产生TE、TM带隙,且各方向完全带隙出现在r/a=0.46～0.49范围内,最大完全带隙禁带宽度可以达到0.051(归一化频率).同时,不论在介质柱型还是空气孔L型结构中,带隙宽度都随着r/a的增大呈先增大后减小的趋势.

单层和多层Ehrlich-Schwoebel势垒对薄膜粗糙度随温度变化的影响

以Cu为原型,利用动力学蒙特卡洛(KMC)方法模拟了在一定的沉积速率下,单层、多层台阶EhrlichSchwoebel(ES)势及温度对成膜质量的影响.结果表明,在一定沉积速率和ES势垒下,薄膜的粗糙度在一定范围内随着温度的升高而降低,当多层ES势垒大于单层ES势垒时,此温度范围受单层ES势垒的影响,而与多层ES势垒关系不大;当单层ES势垒大于多层ES势垒时,多层ES势垒与粗糙度下降的起始温度密切相关,单层ES势垒与粗糙度趋于平稳的温度相关.

沉积能量与沉积速率对薄膜生长形貌的影响

本文利用各向同性的周期性四方形基底,模拟了沉积能量与沉积速率对薄膜三维形貌的影响。模型主要分析了原子沉积、吸附原子扩散和原子脱附三个过程,同时详细地考虑了四方形基底的最近邻和次近邻的影响。结果表明:沉积能量对薄膜粗糙度、衬底填充比、岛的个数都有明显的影响。沉积速率对薄膜粗糙度的影响较小,在低沉积能量下对填充比和岛的个数影响较小,在高沉积能量下对填充比和岛的个数影响较大。在高沉积能量高沉积速率下,为了提高成膜质量,同时保证成膜效率,适当降低沉积速率比适当降低沉积能量更有效。

相互作用能的非均一性对三维薄膜初期生长的影响

考虑到基底原子位置高低不等和位置无序等现象引起的基底与吸附原子之间相互作用能的非均一性对三维薄膜初期生长二层以上原子的影响,本文建立了一个非均匀基底上的三维薄膜初期生长模型,研究了FCC(100)衬底上沉积速率、沉积能量、非均一性离散程度和分布形态等因素对三维薄膜初期生长的影响。由于基底非均匀分布的无规则性,文中将其拟合为一定范围内的随机分布。模拟结果显示:中等温度(T=450K)下相互作用能的非均一性对三维薄膜的初期生长有显著的影响;适当的增加基底不均一性离散程度和分布形态的凹凸程度对薄膜初期生长机制和岛数目都有重要影响。