薄膜生长模拟：Monte Carlo方法揭示温度与时间影响

"这篇论文探讨了薄膜生长初期的计算机模拟，采用Monte Carlo方法对薄膜生长过程进行建模，研究了生长温度和时间对薄膜形貌的影响。模拟结果显示，随着温度的升高，薄膜生长经历从分散到分形团聚的变化，粒子扩散能力增强，导致薄膜岛密度下降和平均尺寸增大。此外，薄膜生长过程包括形核、形成迷津结构直至最终形成连续薄膜的阶段。论文还涉及了蒙特卡罗方法、分形理论在模拟中的应用，并引用了其他研究者的工作，进一步讨论了不同参数如沉积角度、速率和入射能量对薄膜生长的影响。" 在这篇研究论文中，作者孔蕴婷、唐吉玉等人聚焦于薄膜生长初期的计算机模拟，采用的是Monte Carlo方法，这是一种统计随机性的计算技术，常用于解决复杂系统中的问题。在薄膜生长模拟中，这种方法能够模拟粒子的沉积、吸附和扩散等关键过程。通过调整生长温度和时间，研究者观察到薄膜生长形貌的变化。 随着温度的升高，粒子的活动性增加，表现为行走步数增多，这导致了薄膜生长模式从分散状态转变为分形团聚。分形是一种自相似的几何形态，在这里指的是薄膜表面的不规则性和复杂性。粒子扩散能力的增强使得薄膜岛的密度下降，岛的平均尺寸随之增大，这一现象对于理解纳米薄膜的微观结构和性能至关重要。 在生长过程中，薄膜经历了形核阶段，即初始的原子或分子聚集形成小的晶核，随后这些晶核发展为迷津结构，这是由于岛之间的相互作用和竞争生长。最终，这些岛会合并形成连续的薄膜。这个过程揭示了薄膜生长的动态演变规律。 论文还引用了其他研究，比如刘祖黎和王晓平等人的工作，他们分别研究了粒子沉积角度、速率和入射能量对薄膜生长的影响，以及衬底与薄膜的晶格失配如何影响成核密度、平均核尺寸和生长模式。这些研究加深了我们对薄膜生长过程的理解，并提供了优化薄膜制备工艺的理论依据。 该论文通过计算机模拟揭示了薄膜生长的微观机制，尤其是温度和时间对生长过程的影响，为纳米薄膜材料的制备和性能优化提供了重要的理论支持。此外，它也强调了蒙特卡罗方法在薄膜生长模拟中的实用性和重要性，以及分形理论在描述复杂形貌变化中的应用价值。