基于第一性原理方法研究基团在CVD金刚石薄膜(001)表面上的生长

刘学杰^1,2，魏怀¹，任元¹，陆峰¹，张素慧¹，银永杰¹

1. 内蒙古科技大学 机械工程学院2. 北京工业大学 耿丹学院

摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究CVD金刚石薄膜(001)表面的生长机理。计算清洁金刚石表面和氢(H)终止金刚石表面的构型。考察H原子和活性基团(C,CH,CH2和CH3)在清洁重构金刚石表面及在单层H终止金刚石表面上的吸附演变。结果表明:清洁金刚石表面发生了对称二聚体重构,H原子终止金刚石表面稳定了金刚石结构;基团在金刚石(001)表面吸附演变过程中,H原子起到激活石墨和萃取表面H原子产生活性位的作用;CH2基团比CH3基团能够更好地提高CVD金刚石薄膜的生长率,是薄膜生长过程中最有效基团;CH基团阻碍了薄膜的生长。

关键词：第一性原理;CVD金刚石薄膜;基团;生长机理;吸附演变;