脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒成核气压阈值及动力学研究

• 作者: 丁学成 傅广生 梁伟华 王英龙 罗青山 褚立志 邓泽超 陈金忠
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 脉冲激光烧蚀 成核 气压阈值 Monte Carlo数值模拟
• 年，卷（期）: 2011,（12）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：结构、力学和热学性质
• 页码范围: 433-437
• 分类号: O78
• 语种: 中文

摘要

采用脉冲激光烧蚀技术,在室温、低压Ar气条件下通过改变气体压强及靶与衬底间距,对纳米Si晶粒成核的气压阈值进行了研究.根据扫描电子显微镜图像、拉曼散射谱和X射线衍射谱对制备样品的表征结果,确定了在室温、激光能量密度为4J/cm2、靶与衬底间距为3cm条件下形成纳米Si晶粒的阈值气压为0.6Pa.结合流体力学模型和成核分区模型,对纳米晶粒的成核动力学过程进行了分析.通过Monte Carlo数值模拟,表明在气相成核过程中,烧蚀Si原子的温度和过饱和密度共同影响着纳米晶粒的成核.