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基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理

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李源, 石爱红, 陈国玉, 顾秉栋. 2019: 基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理, 物理学报, 68(7): 262-269. doi: 10.7498/aps.68.20182067
引用本文: 李源, 石爱红, 陈国玉, 顾秉栋. 2019: 基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理, 物理学报, 68(7): 262-269. doi: 10.7498/aps.68.20182067
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Li Yuan, Shi Ai-Hong, Chen Guo-Yu, Gu Bing-Dong. 2019: Formation of step bunching on 4H-SiC (0001) surfaces based on kinetic Monte Carlo method, Acta Physica Sinica, 68(7): 262-269. doi: 10.7498/aps.68.20182067
Citation: Li Yuan, Shi Ai-Hong, Chen Guo-Yu, Gu Bing-Dong. 2019: Formation of step bunching on 4H-SiC (0001) surfaces based on kinetic Monte Carlo method, Acta Physica Sinica, 68(7): 262-269. doi: 10.7498/aps.68.20182067
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基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理

  • 青海民族大学交通学院,西宁,810007

  • 青海民族大学化学化工学院,西宁,810007

Formation of step bunching on 4H-SiC (0001) surfaces based on kinetic Monte Carlo method

  • 摘要: 针对SiC外延生长中微观原子动力学过程,建立了一个三维蒙特卡罗模型来研究偏向[1i00]或[11(2)0]方向4H-SiC(0001)邻晶面上台阶形貌演化过程,并且利用Burton-Cabera-Frank理论分析了其形成机理.在蒙特卡罗模型中,首先建立了一个计算4H-SiC晶体生长过程的品格网格,用来确定Si原子和C原子晶格坐标以及联系它们之间的化学键;其次,考虑了原子在台阶面上的吸附、扩散,原子在台阶边上的附着、分离以及传输等过程;最后,为了更加详细地捕捉微观原子在晶体表面的动力学过程信息,该模型把Si原子和C原子分别对待,同时还考虑了能量势垒对吸附原子影响.模拟结果表明:在偏向[1100]方向的4H-SiC(0001)邻晶面,有一个晶胞高度的聚并台阶形貌形成,而对于偏向[11(2)0]方向的邻晶面,出现了半个晶胞高度的聚并台阶形貌,该模拟结果与实验中观察到的结果相符合.最后,利用Burton-Cabera-Frank理论对聚并台阶形貌演化机理进行了讨论.
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出版历程

基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理

  • 青海民族大学交通学院,西宁,810007
  • 青海民族大学化学化工学院,西宁,810007

摘要: 针对SiC外延生长中微观原子动力学过程,建立了一个三维蒙特卡罗模型来研究偏向[1i00]或[11(2)0]方向4H-SiC(0001)邻晶面上台阶形貌演化过程,并且利用Burton-Cabera-Frank理论分析了其形成机理.在蒙特卡罗模型中,首先建立了一个计算4H-SiC晶体生长过程的品格网格,用来确定Si原子和C原子晶格坐标以及联系它们之间的化学键;其次,考虑了原子在台阶面上的吸附、扩散,原子在台阶边上的附着、分离以及传输等过程;最后,为了更加详细地捕捉微观原子在晶体表面的动力学过程信息,该模型把Si原子和C原子分别对待,同时还考虑了能量势垒对吸附原子影响.模拟结果表明:在偏向[1100]方向的4H-SiC(0001)邻晶面,有一个晶胞高度的聚并台阶形貌形成,而对于偏向[11(2)0]方向的邻晶面,出现了半个晶胞高度的聚并台阶形貌,该模拟结果与实验中观察到的结果相符合.最后,利用Burton-Cabera-Frank理论对聚并台阶形貌演化机理进行了讨论.

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