Abstract
摘要 薄膜建構單元與薄膜結構之間的關係，一直是許多學者與工程師深感興趣的問題。本研究藉由分子動力學程式DL-POLY，採用Sutton-Chen位能函數描述原子之間交互作用來模擬金/鉑叢聚沉積於金/鉑基材的過程。以瞭解在帶電叢聚模型假設下，金叢聚與鉑叢聚沉積在基材上沉積之結構變化。 首先針對影響叢聚結構之因素進行研究。由不同尺寸叢聚的均方根位移(MSD)結果顯示，叢聚尺寸越大其結構越穩定。由不同溫度叢聚的徑向分佈函數(RDF)結果顯示，叢聚溫度越低，其結構越穩定。前者是由於尺寸大的叢聚內部原子受到較多原子間之束縛而不容易移動，後者是由於低溫時原子動能較小。不論由MSD或RDF均顯示鉑叢聚比金叢聚穩定。 接著進行同材質及異材質之金/鉑叢聚沉積模擬，包括「金叢聚沉積於金基材」、「鉑叢聚沉積於鉑基材」、「金叢聚沉積於鉑基材」和「鉑叢聚沉積於金基材」四種情況，並觀察叢聚尺寸改變造成之影響。結果發現尺寸較大之叢聚，其結構調整時間較長。金叢聚沉積時結構調整所需之時間比鉑叢聚長。且此調整結構所需時間與基材無關。金叢聚沉積造成之接觸角小於90度，鉑叢聚沉積造成之接觸角大於90度。接觸角與基材之材質及叢聚之尺寸關係不大。結構調整所需之時間和接觸角的大小，皆與叢聚原子間的作用力有關。原子間作用力較大之鉑原子叢聚，其結構調整時間較短而形成之接觸角較大。原子間作用力較小之金原子叢聚，其結構調整時間較長而形成之接觸角較小。 本研究結果顯示，以溫度1000K之金/鉑叢聚沉積於溫度800K之金/鉑基材，在沉積過程造成的叢聚之結構改變，皆呈現以叢聚材料為主要影響因素。本研究之分子動力學模擬結果可作為金/鉑薄膜沉積機制之參考。