Maximum achievable N content in atom-by-atom growth of amorphous Si‒C‒N

Abstract

Maximální dosažitelný obsah N v Si‒C‒N je studován pomocí kombinace simulací využívajících ab-initio molekulární dynamiku v širokém rozsahu složení a hustot s experimentálními daty. Hustoty vedoucí na nejhlubší energetická minima jsou v souladu s experimentem právě tehdy, když simulační algoritmus umožňuje formování a přítomnost molekul N2. Molekulám N2 nevázaným k amorfní síti je věnována hlavní pozornost s cílem předpovědět a vysvětlit maximální obsah N vázaného v amorfních sítích. Existují významné rozdíly mezi jednotlivými složeními, od žádného N2 při optimální hustotě Si3N4 (57 at.% vázaného N) až po mnoho N2 při optimální hustotě a-C3N4 (42 at.% vázaného N). Teoretická předpověď je v souladu s experimentálními výsledky reaktivního magnetronového naprašování při různých složeních rozprašovaného terče Si + C a různých parciálních tlacích N2.