تاثیر دمای زیرلایه بر شبیه سازی رشد نانو ذرات به کمک الگوریتم متروپولیس

نویسندگان

چکیده

  در این مقاله، مرحله هسته بندی و رشد حجمی نانوذرات لایه نشانی شده با استفاده از روش مونت کارلو را شبیه سازی نمودیم. در این مرحله، اثر تغییرات یکی از مهمترین پارامترهای رشد یعنی دمای زیرلایه را برای نانو ساختارها با استفاده از الگوریتم متروپولیس بررسی کردیم . نتایج حاکی از آن است که با افزایش دمای زیرلایه، از تعداد جزایر کاسته شده و در نتیجه اندازه جزایر افزایش می یابد، و در دماهای بالاتر پدیده بهم پیوستن جزایر نیز مشاهده می شود. در دمای 400 کلوین، به دلیل وجود پدیده پخش سطحی و تحرک پذیری ذرات، رشد ذرات به صورت ساختارهای ستونی باریک و جدا از هم دیده می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Substrate Temperature on Nanoparticles Growth Simulation by Metropolis Algorithm

نویسندگان [English]

  • Mahboubeh Abdolahi
  • Reza Sabet Daryani
چکیده [English]

  In this paper, nucleation stage and bulk growth of deposited nanoparticles are simulated by Monte Carlo method. Temperature effect is applied on nucleation and bulk growth processes by metropolis algorithm. Our results showed that the number of islands decreases and following size of Island increases by increasing substrate temperature. Also, a coalescence phenomenon is observed at higher temperatures. At 400 K, due to the phenomenon of surface diffusion and particles mobility, particles grow in thin columnar structures and are separated from each other.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nucleation
  • Temperature effect
  • Metropolis algorithm
  • Nanoparticles
[1]   H. Savaloni and M. Gholipour Shahraki, “A computer model for the growth of thin films in a structure zone model”, Nanotechnology 15 )2004( 311-319.

[2]   L. I. Maissel and R. Glang, “Handbook of thin film technology”, McGraw-Hill, 1983.

[3]    L. Abelmann and C. Lodder, “Oblique evaporation and surface diffusion”, Thin Solid Films 305 )1997( 1-21.

[4]    P. Ball, “Designing the molecular world”, Princeton University Press, 1994.

[5]    T. Karabacak, G. C. Wang, and T. M. Lu, “Enhanced layer coverage of thin films by oblique angle deposition”, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 859E )2005( JJ9.5.1-JJ9.5.6.

[6]  T. Karabacak, G. C. Wang, and T. M. Lu, “Physical self-assembly and the nucleation of three-dimensional nanostructures by oblique angle deposition”, J. Vac. Sci. Technol. A 22 )2004( 1778-1784.

[7]   S. Khadivian Azar, M. Abdollahi, and R. S. Dariani, “Simulation of nanostructures growth with oblique angle deposition by Monte Carlo method”, Proceeding of the Annual Physics Conference of Iran, Urmia University )2011( 2415-2418.

[8]   M. Abdollahi and R. S. Dariani, “Effect of temperature variation on thin layer growth by Monte Carlo simulation method”, Proceeding of the 4th International Conference on Nanostructures, Kish Island

)2012( 1624-1625.

[9]    S. Ozawa, Y. Sasajima, and D. W. Heermann, “Monte Carlo simulation of film growth”, Thin Solid Films 272 )1996( 172-183.

[10]    P. F. Zhang, X. P. Zheng, and D. He, “Kinetic Monte Carlo simulation of thin film growth”, Science in China 46)6( )2003( 600- 618.

[11]    P. F. Zhang, X. P. Zheng, S. P. Wu, and D. Y. He, “Kinetic Monte Carlo simulation of Cu films growth”, Vacuum 72)4( )2004( 405-410.

[12]    X. P. Zheng, P. F. Zhang, D. He, J. Lu, and M. Jantal, “A computer simulation of nucleation and growth of thin films”, Computational Materials Science 47)4( )2004( 442-451.

[13]  J. Hoshen and R. Kopelman, Percolation and cluster distribution.

I. cluster multiple labeling technique and cirtical concerntration algorithm*, Physical Review B, 4) 8( )1976( 3438-3445.

[14]     H. Savaloni, “Molecular dynamic simulation model for the growth of thin films in the structure zone model”, Journal of Sciences Islamic Azad University )JSIAU( 17)63( )2007( 20-41.

[15]     T. Karabacak, G. C. Wang and T. M. Lu, “Quasi-periodic nanostructure grown by oblique angle deposition”, J. Appl. Phys. 94)12( )2003( 7723-7728.