Molecular dynamics study of the growth of ZnOx films

Abstract

Krystalické tenké vrstvy oxidu zinečnatého jsou důležité díky kombinaci optické průhlednosti, elektrické vodivosti a piezoelektrických a pyroelektrických vlastností. Tyto funkční vlastnosti se zlepšují se zvyšující se dokonalostí krystalické struktury. V tomto článku byla použita klasická molekulární dynamika s reaktivním potenciálem k simulaci růstu vrstev ZnOx atom po atomu na krystalický substrát. Na rozdíl od předchozích modelovacích studií byl zkoumán vliv široké škály procesních parametrů (poměr prvků x, kinetická energie přilétajících atomů a podíl rychlých atomů v toku částic) na krystalinitu vrstvy. Bylo zjištěno, že všechny parametry mají významný vliv. Proti očekávání byla nejvyšší kvalita krystalů získána pro mírně nadstechiometrické vrstvy s x > 1. Výsledky poskytují kvantitativní náhled na roli jednotlivých parametrů depozice a identifikace jejich optimálních hodnot umožňuje další zlepšení vlastností vrstvy.