1、本論文通過理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)模擬，對(duì)ABO〈，3〉型氧化物薄膜的生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行了較為深入的研究，并利用所得的規(guī)律指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。論文研究工作主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：①針對(duì)物質(zhì)源為分子源的情況，模擬了SrTiO3薄膜的初期生長(zhǎng)過程，由于計(jì)算能力的限制，物質(zhì)源簡(jiǎn)化為SrTi03、SrO、Ti02三種分子，分別模擬了不同沉積速率，不同基底溫度下薄膜初期生長(zhǎng)情況；②以ABO3型多元氧化物薄膜的生長(zhǎng)是通過晶胞的擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)為理論基礎(chǔ)進(jìn)行模擬，考慮了晶胞初始動(dòng)

2、能的影響，采用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法發(fā)展了模擬SrTi03薄膜外延生長(zhǎng)的三維模型及模擬算法。使用此模型，對(duì)不同沉積速率，不同沉積溫度，以及不同沉積晶胞初始動(dòng)能時(shí)，ABOm〈，3〉型多元氧化物(以SrTiO〈，3〉為例)薄膜形貌的詳細(xì)演化過程、生長(zhǎng)模式、表面粗糙度、初期島等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，討論了初期島．生長(zhǎng)模式．表面粗糙度的關(guān)系；③理論推導(dǎo)了成膜粒子動(dòng)能對(duì)薄膜晶化溫度的影響，利用磁控濺射裝置在Si(001)基底制備BaTiO〈，3〉薄膜加以

3、驗(yàn)證，并將工藝推廣到了Pt／Ti／SiO〈，2〉／Si基底，還對(duì)近室溫制備工藝下得到的BaTiO〈，3〉薄膜的物象結(jié)構(gòu)、元素組成和表面粗糙度及其電學(xué)性能進(jìn)行了分析和表征。通過上述工作，本論文得出如下具有創(chuàng)新意義的研究成果： 1．在對(duì)SrTiO〈，3〉薄膜成膜初期的模擬中，考慮物質(zhì)源僅局限于SrTiO〈，3〉SrO、TiO〈，2〉三種分子；計(jì)算程序是基于課題組已有程序并進(jìn)行必要的修改；模擬結(jié)果表明，隨著基底溫度的升高，SrTi03

4、薄膜中SrO和HiO<，2>分子碰撞結(jié)合的概率增大，導(dǎo)致了SrO和TiO<，2>分子數(shù)目的不斷減少，直到為0，此時(shí)薄膜完全由SrTiO<,3>分子組成。模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較接近。2．基于ABO<,3>型多元氧化物薄膜生長(zhǎng)是基于晶胞的形成與擴(kuò)散這一現(xiàn)象，在課題組已有的模擬ABO<,3>型薄膜外延生長(zhǎng)的三維模型及模擬算法的基礎(chǔ)上，加入了沉積晶胞初始動(dòng)能的因素，進(jìn)一步豐富和發(fā)展了已有的模型。包括：模擬了不同基底溫度、不同沉積速率、不同晶胞初始動(dòng)

5、能時(shí)外延ABO<,3>型薄膜(以SrTiO<,3>為例)生長(zhǎng)的詳細(xì)的三維形貌演化過程，討論了生長(zhǎng)條件與生長(zhǎng)模式的關(guān)系；研究了不同工藝條件對(duì)表面粗糙度和初期島的影響，研究了初期島-生長(zhǎng)模式-表面粗糙度的關(guān)系。在低的沉積速率下，設(shè)定適當(dāng)?shù)募せ钅?，該模型可以用來輔助設(shè)計(jì)外延生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。 3．結(jié)合在Si基底上直接制備高度(001)/(100)取向的BaTiO<,3>膜的難題，從理論上進(jìn)行了分析；在肯定Si(001)基底模板效應(yīng)的基礎(chǔ)