Ni薄膜生长模拟：基板温度与沉积速率对表面粗糙度的影响

"Ni在Ni(100)面的薄膜生长的蒙特卡罗模拟 (2010年)" 本文是关于利用晶格动力学蒙特卡罗（KLMC）方法对镍（Ni）在镍（Ni(100)）表面上薄膜生长过程进行模拟研究的学术论文。研究的核心在于分析基板温度和沉积速率这两个关键参数如何影响薄膜的生长形态和表面粗糙度。 在模拟过程中，作者考虑了原子的多个微观过程，包括沉积、吸附、扩散、成核和生长。通过KLMC模型，他们发现随着模拟的进行，沉积在基板上的原子逐渐从离散状态转变为紧密排列的近似四方形岛屿，并经历从二维到三维的转变，最终这些岛屿会相互连接形成连续的薄膜。这一过程揭示了薄膜生长的基本步骤和结构演变规律。 进一步的分析表明，基板温度与沉积速率对薄膜的表面特性有显著影响。当基板温度提高且沉积速率降低时，形成的薄膜更趋平整，表面粗糙度减小。这是因为高温可以增加原子的活动性，促进其扩散和重组，从而降低表面不规则性。反之，如果沉积速率保持不变，提高基板温度同样会导致表面粗糙度下降，直至在某一特定温度下，粗糙度可能完全消失，这意味着薄膜达到了最优的平滑度。 这项研究对于理解金属薄膜生长的物理机制具有重要意义，为优化实验条件以制备高质量的金属薄膜提供了理论依据。此外，由于蒙特卡罗模拟方法的应用，科研人员可以更深入地探究复杂的纳米尺度材料生长过程，而不必完全依赖于昂贵且耗时的实验。该论文还提及了该研究受到多项国家级和省级科研项目的资助，显示了其在科学研究中的重要地位。 关键词涉及蒙特卡罗模拟、薄膜生长、表面粗糙度和沉积速率，表明这是材料科学与计算物理学交叉领域的研究成果，对于提升金属薄膜技术，特别是在微电子、纳米技术和材料工程等领域具有实际应用价值。