三元（铜-银-锆）吸附原子团簇表面扩散研究及其在薄膜形成中的应用

摘要： 本研究采用分子动力学技术模拟了异质三元（Cu-Ag-Zr）吸附原子团簇在Ag(111)表面的扩散行为，这对表面现象研究及三元团簇生长、三元合金薄膜形成具有重要参考价值。通过研究1Cu-1Ag-1Zr、2Cu-2Ag-2Zr、3Cu-3Ag-3Zr和4Cu-4Ag-4Zr团簇在300K、500K和700K温度下的纳米尺度表面扩散机制发现：三聚体团簇在300K时呈现跳跃、滑移和剪切扩散；六聚体、九聚体和十聚体扩散速率较低但以呼吸运动、锚定效应和集中运动为主导；500K时三聚体和六聚体出现原子交换过程，而九聚体和十聚体未观察到该现象；700K时除银吸附原子外，所有尺寸团簇均以铜/锆吸附原子的原子交换机制为主（锆原子表现更显著），并伴随单/双吸附原子（可能为锆原子）的分离与重组现象。高温下银吸附原子还会在团簇剩余吸附原子间极短间隔内弹出。值得注意的是，三聚体扩散过程中存在锆或铜吸附原子进入替代位点的吸附现象。700K时还观察到团簇邻近区域的空位产生、填充及迁移。此外，团簇扩散速率随尺寸增大而降低，随温度升高而加快。