崔　婧， 唐吉玉， 伍达将， 刘　洋， 朱永安

(华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006)

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

崔婧， 唐吉玉*， 伍达将， 刘洋， 朱永安

(华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006)

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Ehrlich-Schwoebel(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.

KMC方法； 单层ES势垒；多层ES势垒；生长温度；粗糙度

薄膜材料因其特殊的力学、光学、电学等特性而受到广泛关注.了解薄膜生长机制对于制备更好性能的薄膜十分重要.动力学蒙特卡洛方法(KMC)是一种十分重要与可靠的研究薄膜生长的方法[1]，如薄膜二维生长的模拟研究[2-3].Ehrlich和Schwoebel在对于沉积粒子的扩散研究中发现当粒子进行层间扩散时需要克服额外的势垒[4]，称作Ehrlich-Schwoebel(ES)势垒.ES势垒控制着粒子在垂直方向上的扩散，进而直接影响薄膜的表面形貌、结构和形成薄膜的质量[5].这个发现开启了薄膜三维生长的模拟研究.随后，Liu等[6]发现，粒子从不同高度的台阶扩散时，需要克服的附加势能不同，从而扩展了传统意义上的ES势垒概念.定义粒子在单层台……