利用分子动力学模拟揭示金催化锗生长的原子机制
材料科学
2022-10-25 v1 化学物理
摘要
汽液固（VLS）法被认为是合成锗（Ge）纳米结构（如纳米线）的可行技术，因其独特电子特性及与硅的固有兼容性而具有广泛应用。然而 VLS 过程中仍频繁观察到结晶失败与材料缺陷，由于高分辨率原位表征的仪器限制，对其潜在机制理解不足。采用精确拟合金-锗（Au-Ge）相图的原子间势，我们进行分子动力学模拟以系统研究 Ge 晶体的金催化生长过程。从模拟中建立了总体 Ge 生长速率与若干主要合成条件（包括衬底晶体取向、温度及液体中 Ge 过饱和度）间的关系。捕获了生长液-固界面附近 Ge 原子的动力学行为，据此估计原子表面稳定性与交换速率以量化生长的原子细节。这些界面性质进一步与表面形貌关联，以解释观察到的取向依赖生长模式。本研究为理解 Ge 晶体 VLS 生长机制提供新见解，并为设计类似纳米材料的创新合成方法提供科学指导。
引用
@article{arxiv.2206.10067,
title = {Revealing atomistic mechanisms of gold-catalyzed germanium growth using molecular dynamics simulations},
author = {Zhiyi Wang and Jixin Wu and Yanming Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.10067},
year = {2022}
}