Dünnfilmabscheidung wird häufig mit physikalischer Gasphasenabscheidung durchgeführt, wobei in letzter Zeit vermehrt höhere Teilchenenergien zur Steuerung des Wachstums eingesetzt werden. Dieser Abscheideprozess kann durch Multiskalensimulation optimiert werden, wofür die Oberflächeninteraktionen von Kupferteilchen bis 800 eV benötigt werden. Die Interaktionen sind jedoch bisher nur für geringe Teilchenenergien unterhalb von 300 eV bekannt. Die vorliegende Arbeit schließt diese Lücke, indem mit Molekulardynamik-Methoden (MD) die Oberflächeninteraktionen von Kupferteilchen bis 800 eV simuliert werden.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse zeigen eine deutliche Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit im Vergleich mit der Literatur, sowie im Vergleich mit Ergebnissen aus der zur Simulation der Wechselwirkung von hochenergetischen Ionen mit Materie etablierten Simulationsmethode TRIM. Es wird auch die Abhängigkeit der Oberflächeninteraktionen und der Verteilungen der gesputterten Teilchen von der Netzebene gezeigt. Außerdem konnten erstmals Ergebnisse für den für das Substratsputtern hochenergetischen Bereich von 300 eV bis 800 eV gewonnen werden. Diese stehen nun für die Simulation des Abscheideprozesses zur Verfügung.:Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Symbolverzeichnis
1 Einführung
2 Grundlagen
2.1 Oberflächeninteraktionen
2.1.1 Sorption
2.1.2 Reflexion
2.1.3 Sputtern
2.2 Physikalische Grundlagen
2.2.1 Klassische Betrachtungsweise
2.2.2 Newtonsche Axiome
2.2.3 Statistische Physik
2.2.4 Festkörperphysik
2.3 Binary Collision Approximation
2.3.1 Grundlagen
2.3.2 TRIM
2.3.3 Erweiterungen von TRIM
2.3.4 Grenzen
2.4 Molekulardynamik
2.4.1 Allgemeines
2.4.2 Kraftfelder
2.4.3 Integrationsalgorithmen
2.4.4 Thermostate
2.4.5 Randbedingungen
2.4.6 LAMMPS
2.5 Materialsystem und Stand der Forschung
2.5.1 Materialsystem
2.5.2 Stand der Forschung
3. Methoden und Modelle
3.1 Modellsystem für die MD-Simulation
3.1.1 Aufbau des Modellsystems
3.1.2 Festzulegende Systemparameter
3.1.3 Projektilparameter
3.2 Ablauf der Simulation
3.2.1 Erstellen des Substrates
3.2.2 Weg des Projektils zum Substrat
3.2.3 Wechselwirkung und Zeit bis zum Gleichgewicht
3.3 Auswertungsverfahren
3.3.1 Auswertung der einzelnen Simulationen
3.3.2 Stochastische Betrachtung
3.3.3 Erstellen der Interaktionstabellen
4. Ergebnisse und Diskussion
4.1 Simulation mit TRIM
4.2 Vorversuche zur MD-Simulation
4.2.1 Potential
4.2.2 Thermostat
4.2.3 Thermostatanteil
4.2.4 Temperatur
4.2.5 Substratgröße
4.2.6 Netzebene
4.2.7 Erhaltene Systemparameter
4.3 Oberflächeninteraktionen
4.3.1 Auswertung (111)-Netzebene
4.3.2 Vergleich mit experimentellen Ergebnissen
4.3.3 Vergleich der Netzebenen
4.4 Energie- und Richtungsverteilungen
4.4.1 Reflektierte Teilchen
4.4.2 Gesputterte Teilchen
4.5 Vergleich der Methoden
4.6 Anwendung
5. Zusammenfassung und Ausblick
5.1 Zusammenfassung
5.2 Ausblick
Literaturverzeichnis
Danksagung
Selbstständigkeitserklärung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:32261 |
| Date | 28 November 2018 |
| Creators | Rothe, Tom |
| Contributors | Lorenz, Erik E., Gemming, Sibylle, Schuster, Jörg, Technische Universität Chemnitz, Fraunhofer Institut für elektronische Nanosysteme |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/updatedVersion, doc-type:bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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