傅广生，郭瑞强，秦爱丽，丁学成，王英龙

（河北大学 物理科学与技术学院，河北 保定 071002）

在纳米Si晶薄膜制备技术中，脉冲激光沉积技术以其制备工艺简单、加热速度快、衬底表面污染小、所制备材料纯度高等优点备受关注［1－4］.像其他制备技术一样，人们渴望实现纳米晶粒尺寸和密度分布精准可控生长.环境气体压强［5］、种类［6］、激光能量密度［7］和靶－衬间距［8］等均影响纳米晶粒尺寸和密度分布，这与晶粒的成核动力学机理密切相关.要实现纳米Si晶粒的精准可控生长，必须澄清其生长动力学机理.Lieber等人［9］指出纳米晶粒只能在一定的密度和温度条件下成核并长大，这表明当烧蚀粒子的密度或温度不满足成核与长大条件时，成核与长大过程停止.烧蚀粒子在环境气体中传播，其扩散行为使得其密度和速度随时空演化，导致纳米晶粒生长过程十分复杂.因此，模拟纳米晶粒成核与长大过程是研究其生长动力学机理的的一种有效手段.

Monte Carlo模拟方法可对每一个烧蚀粒子进行跟踪，实时分析烧蚀粒子的速度、位置和受力情况.人们曾采用此方法对烧蚀粒子输运动力学过程进行了大量研究［10－11］，本课题组曾用该方法研究了初始烧蚀粒子总数以及密度［12］、环境气体种类［13］、靶－衬间距［14］等对激光烧蚀粒子的密度和速度分布的影响，并发现了速度劈裂现象.

本工作采用Monte Carlo模拟方法，引入粘连成核模型，在假定的成核与长大条件（密度和速度范围）下模拟了纳米晶……