分子動力學(xué)計算在材料位錯研究中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，由于用分子束外延技術(shù)制作高品質(zhì)的半導(dǎo)體元器件過程中產(chǎn)生的位錯直接影響到材料的力學(xué)和電學(xué)特性，使得半導(dǎo)體位錯的研究不僅具有理論意義，而且具有重要的應(yīng)用前景。而用分子動力學(xué)研究位錯的方法越來越被研究人員廣泛的使用。 本文使用Stillinger-Weber勢函數(shù)和周期性邊界條件，通過在原子尺度上的分子動力學(xué)計算研究了60°位錯的位錯心能量和運(yùn)動情況。首先提出了相對簡單的建立位錯偶極子的新方法：把混合型位錯分解為刃位錯和螺位錯

2、分量，依次加載原子的位移場，得到初始構(gòu)型，再執(zhí)行模擬退火過程以穩(wěn)定位錯心結(jié)構(gòu)。考慮到所有的混型位錯都可以視為刃位錯和螺位錯的合成，這一方法可能應(yīng)用于其它材料中的不同類型的混型位錯中。在此基礎(chǔ)上，借助于最近得到的對周期性映像作用的評估理論，由不同大小的3維計算模型得到的位錯心能量的平均值為0.43eV，這一結(jié)果不同于先前文獻(xiàn)中的報導(dǎo)。另一方面，為研究位錯運(yùn)動在較大溫度和壓力范圍下的表現(xiàn)，提出了相應(yīng)解決方法來避免位錯心在高溫模擬環(huán)境時測量的