硅晶体生长速率与过冷度关系的分子动力学模拟研究

人工晶体学报, 2016, 45(1): 28-34.

硅晶体生长速率与过冷度关系的分子动力学模拟研究

周耐根 ^1, , 张弛 ^2, , 刘博 ^3, , 李克 ^4, , 周浪 ^5,

1.南昌大学材料科学与工程学院/光伏研究院,南昌,330031

2.南昌大学材料科学与工程学院/光伏研究院,南昌,330031

3.南昌大学材料科学与工程学院/光伏研究院,南昌,330031

4.南昌大学材料科学与工程学院/光伏研究院,南昌,330031

5.南昌大学材料科学与工程学院/光伏研究院,南昌,330031

基金项目: 江西省自然科学基金项目(20151BAB206001) 国家自然科学基金项目(51361022,51561022,51264032)

关键词：晶体生长 , 过冷度 , 硅 , 分子动力学模拟

A Molecular Dynamics Simulation Study about the Relationship between Crystal Growth Rate and Undercooling of Silicon

Keywords： crystal growth , undercooling , silicon , molecular dynamics simulation

基于Tersoff势函数描述硅原子间的相互作用,运用分子动力学方法模拟研究了不同过冷度条件下硅晶体凝固生长速率.结果发现,在一定过冷度范围内,硅晶体的生长速率随过冷度的增大而呈先快速增大后缓慢减小的趋势,并最终趋于不生长.同时,运用Wilson-Frenkel模型从理论上对硅晶体生长速率与过冷度关系进行了预测,分子动力学模拟结果与Wilson-Frenkel模型预测结果基本吻合,表明了硅晶体沿[100]方向的生长是一种扩散型生长.

参考文献

[1]	Fang, T.;Wang, L.;Qi, Y..Molecular dynamics simulation of crystal growth of undercooled liquid Co[J].Physica, B. Condensed Matter,2013:6-9.
[2]	Kerrache, A;Horbach, J;Binder, K.Molecular-dynamics computer simulation of crystal growth and melting in Al50Ni50[J].Europhysics Letters,20085(5):58001-1-58001-6-0.
[3]	Y. Ashkenazy;R. S. Averback.Atomic mechanisms controlling crystallization behaviour in metals at deep undercoolings[J].EPL,20072(2):26005-1-26005-6-0.
[4]	周耐根;胡秋发;许文祥;李克;周浪.硅熔化特性的分子动力学模拟--不同势函数的对比研究*[J].物理学报,2013(14):346-352.
[5]	Ding F;Bolton K;Rosen A.Molecular dynamics study of the surface melting of iron clusters[J].The European physical journal, D. Atomic, molecular, and optical physics,20051/3(1/3):275-277.

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A Molecular Dynamics Simulation Study about the Relationship between Crystal Growth Rate and Undercooling of Silicon

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