硅碳晶体生长的预测性原子尺度模拟
材料科学
2025-12-25 v1
摘要
分子动力学 (MD) 用于模拟硅碳晶体生长已流行于近年。然而，由于计算成本的考虑，这些方法模拟的沉积速率非常快，更类似于表面溅射，导致异常生长现象，包括厚的无定形层和较大的缺陷密度。一种新近发展的方法，称为最小能量原子沉积 (MEAD)，通过在最小能量位置直接沉积原子来克服此问题，从而提高时间尺度。我们将 MEAD 方法应用于 4H 衬底上带 4° 和 8° 侧切角的 C 端terminated 步进面硅碳晶体生长。我们探讨了相关计算设置，如沉积之间 equilibration 步骤的数量、模拟单元尺寸和基准不同原子势的影响。经过精心校准的该方法能够复制稳定的步进生长，这种生长以前使用常规 MD 模拟是无法实现的。此外，对所模拟晶体的晶体性、表面粗糙度和原子活性进行评估。我们的方法为未来高保真度的表面现象在晶体生长中的调查铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.20804,
title = {Towards predictive atomistic simulations of SiC crystal growth},
author = {Alexander Reichmann and Zahra Rajabzadeh and Sebastian Hofer and René Hammer and Lorenz Romaner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20804},
year = {2025}
}