MMAl在NH2与H混合覆盖的AlN(0001)-Al表面的吸附与扩散研究

• 作者: 孙巍 左然
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: AlN 密度泛函理论 吸附 扩散 计算化学
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 3213-3219
• 页数: 6页
• 分类号: O484
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200058

摘要

利用量子化学的密度泛函理论(DFT)，对AlN的MOCVD生长中表面反应前体AlCH3(简称MMAl)在NH2和H混合覆盖AlN(0001)-Al面的吸附与扩散进行计算分析。通过分析表面吸附能、扩散能垒及Mulliken数量比例等，确定可能的稳定吸附结构和扩散路径。研究发现：在NH2与H混合覆盖的AlN(0001)-Al面，随着NH2与H的覆盖度变化，MMAl均稳定吸附在T4位和H3位，吸附概率相近。随着NH2比例增多、H比例减少，MMAl吸附后都向AlN表面转移电荷，同时其吸附变得相对容易，扩散变得逐渐困难。与吸附前相比，吸附后MMAl中的Al-C键长缩短，键能增强，不利于CH3的脱离，导致引入C杂质的概率增高，表明MMAl既可能是生长中主要反应物质之一，同时也是引入C杂质的主要来源之一。若AlN表面存在覆盖H，吸附后的MMAl会促使表面覆盖的H原子倾向于脱离AlN表面，有利于后续生长。