Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law

Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012

Saved in:

Bibliographic Details
Main Author:	Somjintana Potepanit
Other Authors:	Patcha Chatraphorn
Format:	Theses and Dissertations
Language:	English
Published:	Chulalongkorn University 2015
Subjects:	Molecular beam epitaxy การปลูกผลึกอิพิแทกซีจากลำโมเลกุล
Online Access:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42487 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.537
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Institution:	Chulalongkorn University
Language:	English

id	th-cuir.42487
record_format	dspace
spelling	th-cuir.424872019-09-04T07:21:08Z Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law ผลของกระบวนการอบอ่อนต่อผิวฟิล์มที่ปลูกโดยแบบจำลองการปลูกชนิดโมเลกุลาร์บีมเอพิแทกซีด้วยกฎอาร์รีเนียส Somjintana Potepanit Patcha Chatraphorn Chulalongkorn University. Faculty of Science Molecular beam epitaxy การปลูกผลึกอิพิแทกซีจากลำโมเลกุล Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012 Presently many researches focus on how to minimize roughness of a film surface. An annealing process is one of the most promising techniques which are used to reduce roughness of the grown surface after the deposition of an atom has ended because it provides thermal energy for atoms on the substrate to break bonds formed during its deposition and diffuse to other positions. Despite being commonly used experimentally, the annealing process is seldom included in growth simulation studies. The objective of this work is to study the role of annealing process on a film surface grown by Molecular Beam Epitaxy model when the law governing the diffusion rate in simulations follows the Arrhenius law. The simulation results agree with the experimental results that the film surface is smoother when the annealing process is applied. Moreover, studies of the film surface morphology, the interface width, and the correlation functions show that the roughness of the interface decreases as the annealing temperature is increased. This is because the chance for an atom to diffuse to positions with large coordination numbers increases significantly with temperature. However, at high temperature, the desorption rate of an atom is higher and the desorption process, which is usually neglected in simulations, can become significant. For this reason, we study the effect of desorption process on the film surface by comparing statistical properties of films grown with and without desorption of atoms. The results show that when the annealing temperature is above 900 K, global statistical properties of the film are not significantly affected by the desorption of atoms but the morphologies and local properties are distinguishable. ปัจจุบันงานวิจัยส่วนใหญ่สนใจว่าจะลดความขรุขระของผิวฟิล์มอย่างไร กระบวนการอบอ่อนเป็นหนึ่งในเทคนิควิธีที่ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการลดความขรุขระของผิวที่ปลูกหลังจากกระบวนการตกสะสมของอะตอมสิ้นสุดลง เนื่องจากกระบวนการนี้ให้พลังงานความร้อนแก่อะตอมบนซับสเตรทเพื่อที่จะทำลายพันธะที่สร้างในระหว่างการตกสะสมและแพร่ไปยังตำแหน่งอื่นๆ แม้ว่าในการทดลองกระบวนการอบอ่อนนั้นจะถูกใช้อย่างแพร่หลาย กระบวนการนี้กลับไม่ถูกพิจารณาในการศึกษาการจำลองการปลูกส่วนใหญ่ วัตถุประสงค์ของงานนี้คือศึกษาบทบาทของกระบวนการอบอ่อนต่อผิวฟิล์มที่ปลูกโดยแบบจำลองการปลูกชนิดโมเลกุลาร์บีมเอพิแทกซีเมื่อกฎที่ควบคุมอัตราการแพร่ในการจำลองเป็นไปตามกฎอาร์รีเนียส ซึ่งผลที่ได้จากการจำลองนั้นตรงกับผลจากการทดลองที่ว่า พิล์มมีผิวเรียบยิ่งขึ้นด้วยกระบวนการอบอ่อน นอกจากนี้การศึกษาของสัณฐานวิทยาผิวฟิล์ม ความกว้างส่วนต่อประสาน และฟังก์ชันสหสัมพันธ์ พบว่า ความขรุขระของส่วนต่อประสานลดลงตามอุณหภูมิการอบอ่อนที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโอกาสของอะตอมที่จะแพร่ไปยังตำแหน่งที่มีจำนวนโคออร์ดิเนชันมากนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกับอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิสูงจะมีอัตราการหลุดของอะตอมสูงขึ้นและกระบวนการหลุดของอะตอมที่มักไม่ถูกพิจารณาในการจำลองต่างๆนั้นจะมีความสำคัญมากขึ้น ด้วยสาเหตุนี้เราจึงศึกษาผลของกระบวนการหลุดของอะตอมต่อผิวฟิล์มโดยการเปรียบเทียบสมบัติทางสถิติของฟิล์มที่ปลูกทั้งแบบมีและไม่มีการหลุดของอะตอม ผลปรากฏว่า เมื่ออุณหภูมิการอบอ่อนสูงขึ้นถึง 900 K สมบัติทางสถิติโดยรวมของฟิล์มนั้นจะไม่ถูกกระทบด้วยการหลุดของอะตอมอย่างมีนัยสำคัญ แต่จากสัณฐานวิทยาและสมบัติเฉพาะที่นั้นมีความแตกต่างกัน 2015-06-24T02:45:30Z 2015-06-24T02:45:30Z 2012 Thesis http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42487 10.14457/CU.the.2012.537 en http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.537 Chulalongkorn University application/pdf Chulalongkorn University
institution	Chulalongkorn University
building	Chulalongkorn University Library
continent	Asia
country	Thailand Thailand
content_provider	Chulalongkorn University Library
collection	Chulalongkorn University Intellectual Repository
language	English
topic	Molecular beam epitaxy การปลูกผลึกอิพิแทกซีจากลำโมเลกุล
spellingShingle	Molecular beam epitaxy การปลูกผลึกอิพิแทกซีจากลำโมเลกุล Somjintana Potepanit Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
description	Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012
author2	Patcha Chatraphorn
author_facet	Patcha Chatraphorn Somjintana Potepanit
format	Theses and Dissertations
author	Somjintana Potepanit
author_sort	Somjintana Potepanit
title	Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
title_short	Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
title_full	Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
title_fullStr	Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
title_full_unstemmed	Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
title_sort	effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law
publisher	Chulalongkorn University
publishDate	2015
url	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42487 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.537
_version_	1724629784164564992

Effects of annealing process on film surfaces grown by molecular beam epitaxy growth model with arrhenius law

Similar Items