SIMULATION OF LAYER BY LAYER GROWTH OF FRACTAL METAL Pt-Rh FILMS

Abstract

В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи проведено моделирование процесса молекулярно-лучевой эпитаксии с целью определения закономерностей при формировании фрактальных металлических пленок платины на поверхности родия. Установлена возможность формирования фрактальных структур как в островковых пленках платины на поверхности родия, так и в сплошной пленке. Установлены параметры компьютерного эксперимента, определяющие переход от отдельных островковых пленок к сплошной пленке в указанной системе. С использованием различных программных продуктов Gwyddion и Image Analysis, а также собственной разработки FractalSurface проанализирован диапазон изменения фрактальной размерности при различных условиях молекулярно-динамического эксперимента методом подсчета кубов. Полученные значения фрактальной размерности в целом находятся в приемлемом согласии между собой, однако существует ряд исключений, которые обсуждаются более подробно. Сравнительный анализ получаемых результатов позволяет формулировать рекомендации для методики создания, корректировки и прецизионного контроля при «выращивании» структур с заданной морфологией поверхности. In this work, the molecular dynamics method and the tight-binding potential are used to simulate the process of molecular beam epitaxy in order to determine the regularities in the formation of fractal platinum metal films on the rhodium surface. The possibility of formation of fractal structures both in island platinum films on the rhodium surface and in a continuous film has been established. The parameters of the computer experiment, which determine the transition from individual island films to a continuous film in the indicated system, have been established. Using various software products Gwyddion and Image Analysis, as well as our own software FractalSurface, the range of changes in the fractal dimension has been analyzed under various conditions of a molecular dynamics experiment by the method of cube counting. The obtained values of the fractal dimension are generally in acceptable agreement with each other; however, there is a number of exceptions, which are discussed in more detail. A comparative analysis of the results obtained allows one to formulate recommendations for the methodology for creating, adjusting and precision control when «growing» structures with a given surface morphology.