ⅲ-ⅴ族材料外延生长的动力学模拟仿真及半导体晶片键合的实验

Ⅲ-Ⅴ族材料外延生长的动力学模拟仿真及半导体晶片键合的实

验

姓名：***申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：***

20060315

北京邮电大学硕士毕业论文ＩＩＩ—Ｖ族材料外延生长的动力学模拟仿真及半导体晶片键合的实验摘要本论文工作是围绕任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展规划项目（９７３计划项目）“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９００）项目分课题一“单片集成光电子器件的异质兼容理论与重要结构工艺创新”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９０１）、项目分课题二“低温晶片键合及准单片光电子集成技术的创新与基础研究”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９０２）展开研究的。激光器和探测器的发展离不开光电子材料的发展，材料的发展使高速、大容量的光传输成为可能。材料的外延生长是整个激光器器件制作的基础，对器件的光学和电学性能有着重要的影响，生长不出优质的材料体系，获得高性能的器件就无从谈起，因此，材料的外延生长便成为了整个半导体激光器制作过程之中的重中之重。金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）技术是外延生长技术中十分重要的一种技术，也是发展水平较为成熟的一种技术。对ＭＯＣＶＤ技术的研究也成为了国内外研究的重点。另外，薄膜生长是目前材料生长研究的重点之一。凝聚态物质的宏观现象是由极大量分子、原子的运动和相互作用的反映，在本质上都带有统计性质。随着人们对凝聚态物质的微观结构的不断深入了解，人们愈加需要从统计角度探讨凝聚态物质的宏观现象的基本规律，寻找内在的联系。现在凝聚态理论已经深入到知其所以然的阶段，在量子力学和统计力学基础上探讨宏观现象和微观结构的本质。统计力学是研究凝聚态物质的微观结构和宏观现象的桥梁，它的理论已取得了很大的成就，但凝聚态物理问题非常复杂，纯粹用解析理论来描述目前尚难以实现。所以，利用计算机进行数值模拟计算和仿真已经成了目前研究的趋势。北京邮电人！学硕十毕业论文异质外延生长广泛应用于各种薄膜单晶的制备，在微电子和光电子产业中占有核心地位。利用ＭＯＣＶＤ等最先进的外延生长技术无疑是实现异质光电子集成的理想方式。本文的主要工作如下：第一，介绍了ＭＯＣＶＤ的原理与发展现状，并介绍了ＭＯＣＶＤ的生长设备，还将这种技术与其他的外延生长技术（例如：ＭＢＥ、ＬＰＥ、ＶＰＥ等）进行了对比，得出了ＭＯＣＶＤ这种生长方式的优缺点。最后还预测了ＭＯＣＶＤ外延技术的发展方向。第二，详细介绍了分子运动论的理论知识，对薄膜生长时原子间的势能进行了分析，引入Ｍｏｒｓｅ势描述了粒子间的相互作用。从理论上分析了原子运动的模型。第三，建立了物理模型，考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发三个过程，并用ＭＣ方法模拟了不同衬底温度时薄膜的生长情况。从模拟的结果得出了沉积粒子数与外延生长表面形貌的关系，而且研究了各个参数值的变化对外延生长的影响。第四，介绍了我们制作的为晶片键合所使用的夹具，并且对ＧａＡｓ，ＩｎＰ进行了键合实验，还对键合后的样品进行了测试，与所预想的结果进行比较，能够做到吻合较好。关键词：ＭＯＣＶＤ；分子动力学；薄膜生长；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法；晶片键合北京邮电大学硕士毕业论文ＴＨＥＳＩＭＵＬＡＴｌ０ＮＦＯＲＤＹＮＡＭＩＣＳ０ＦＩＩＩ．ＶＭＡＴＥＲＩＡＬＥＰＩＴＡＸＹＧＲＯＷＴＨＡＮＤＴＨＥＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＷＡＦＥＲＢＯＮＤＩＮＧＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｏｆｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｕｂ—ｐｒｏｊｅｃｔｏｎｅ“ＴｈｅｏｒｙｏｎｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙａｎｄＫｅｙＳｔｒｕｃｔｕｒｅ＆７ｒｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓｆｏｒＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓ”（ＰｒｏｊｅｃｔＮｏ．２００３ＣＢ３１４９００１）ａｎｄｔｈｅｓｕｂ—ｐｒｏｉｅｃｔｔｗｏ“ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＷａｆｅｒＢｏｎｄｉｎｇａｎｄＱｕａｓｉ—ｍｏｎ０１ｉｔｈｉｃ０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ１、ｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ”（ＰｒｏｊｅｃｔＮｏ．２００３ＣＢ３１４９００２）．Ｔｈｅｙｂｏｔｈｂｅｌｏｎｇｔｏｔｈｅｍａｊｏｒｐｒｏｊｅｃｔ“ＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒｓｗｉｔｈＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ‘Ｉ乙ｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｓｆｏｒＦｕｔｕｒｅＡｄｖａｎｃｅｄＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ｔｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＤｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍｆｏｒＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｈｉｎａ（ＰｒｏｊｅｃｔＮｏ．２００３ＣＢ３１４９００），ｗｈｉｃｈｐｒｏｆｅｓｓｏｒＲｅｎＸｉａｏｍｉｎｉｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒａｓａｃｈｉｅｆｓｃｉｅｎｔｉｓｔ．ＬＡＳＥＲａｎｄｄｅｔｅｃｔｏｒｃａｎ’ｔｉｍｐｒｏｖｅｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｍａｔｅｒｉａｌｍａｋｅｓｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｅｒｓｐｅｅｄａｎｄｌａｒｇｅｒｃ印ａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．ＴｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅｅｐｉｔａｘＶｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｆａｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＡＳＥＲｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｉｔｈａｓｇｒｅａｔｉｎｎｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｏｐｔｉｃｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｓｐｅｒｆ－ｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ．Ｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｉｍｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｇｅｔｔｈｅｈｉｇｈ北京邮电大学硕士毕业论文ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍａｃｈｉｎｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅｅｐｉｔａｘｙｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａＩｒｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｆａｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＬＡＳＥＲｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｍｅｔａｌ一０ｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＯＣＶＤ）ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏＩｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｆｌｅｌｄｏｆｔｈｅｅｐｉｔａｘｙｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｇｒｏｗｔｈ．Ｉｔｉｓａｌｓｏｂｅｃｏｍｉｎｇｔｈｅｍａｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｅｓｔｕｄｙｏｆＭＯＣＶＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｆｏｃｕｓｅｄｂｙｉｎａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｔｈｉｎ６ｌｍｉｓａｌｓｏｏｎｅｏｆｋｅｙｓｔｏｎｅｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｇｒｏｗｔｈ．Ｔｈｅｍａｃｒｏｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｔｈｅｒｅｎｅｃｔｉｏｎｏｆａｎｄｉｎｎｕｅｎｃｉｎｇｔｏａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｎｄａｔｏｍｓｗｈｉｃｈａｒｅｍｏｖｉｎｇｅａｃｈｏｔｈｅｒ．ＩｔｉｓｓｔａｔｉｓｔｉｃｉｎｉｔｓｅｌｆＡｓｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｂｅｃａｍｅｄｅｅｐｅｒａｎｄｄｅｅｐｅｒ，ｐｅｏｐｌｅｎｅｅｄｔｏｎｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｌａｗｏｆｔｈｅｍａｃｒｏｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｗａｙ．Ａｎｄｆｉｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｉｎｓｉｄｅ．Ａｓｐｅｏｐｌｅｈａｓａｌｒｅａｄｙｋｎｏｗｎｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｔｈｅｏｒｙ，ｗｅｓｈｏｕｌｄｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｃｒｏｂａｓｅｏｆｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｎｄａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃｓｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃｓｉｓｔｈｅｂｒｉｄｇｅｏｆｔｈｅｍａｃｒｏｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ａｎｄｉｔｓｔｈｅｏｒｙｈａｓｍａｄｅｇｒｅａｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔ．Ｂｕｔｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｓｏｆａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｐｈｙｓｉｃｓａｒｅｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．Ｓｏｉｔｃａｎ’ｔｊｕｓｔｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂｙｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｈｅｏ呵ｒｉｇｈｔｎｏｗ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｕｓｉｎｇｔｏｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃａｌｃｕｌａｔｅａｎｄｅｍｕｌａｔｏｒｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｒｅｃｅｎｔＴｈｅｇｒｏ、Ｖｔｈｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｅｐｉｔａｘｙｍａｔｅｒｉａｌｉｓｗｉｄｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｆ．ｏｒｔｈｅｆａｃｔｕｒｅｏｆｍａｎｙｔｈｉｎｎｌｍ．Ｉｔｉｓｉｎｔｈｅｃｏｒｅｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏ—ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｉｎｄｕｓｔ叫．ＴｈｅｗｈｉｃｈｕｓｅｏｆｔｈｅＭＯＣＶＤｉｓｔｈｅｍｏｓｔａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｎｄｏｕｂｔｅｄｌｙｔｈｅｉｄｅａｌｗａＶｔｈｒｏｕｇｈｗｈｉｃｈｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｓｌｉｓｔｅｄｂｅｌｏｗ：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｒｅＭＯＣＶＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＡｌｓｏｔｈｅｇｒｏｗｔｈｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆＭＯＣＶＤｗｈｉｃｈｗｅｕｓｅｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｔｈｅａｄＶａｎｔａｇｅａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ，Ｉａｌｓｏｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ｓｕｃｈａｓ：ＭＢＥ，ｅｐｉｔａｘｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＬＰＥ，ＶＰＥ）．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｆ’ｕｔｕｒｅｏｆｔｈｅｌＶ北京邮电大学硕士毕业论文ＭＵＣＶＤ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｍｏｌｅｃｕｌｅｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｚｅｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｏｆｔｈｅａｔｏｍｓｗｈｉｌｅｔｈｅｔｈｉｎ６ｌｍｗａｓｇｒｏｗｉｎｇ．ＴｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｈａｄｂｅｅｎｉｍｐｏｒｔｅｄｔｏＭｏｒｓｅｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｔｏｍｓ．Ａｎａｌｙｚｅｄｍｏｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅａｔｏｍｓ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｂｕｉｌｔｔｈｅｐｈｙｓｉｃｓｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈｒｅｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓ：ｔｈｅａｇｇｒａｄａｔｉｏｎＶａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ．ｏｆｔｈｅＵｓｅｄａｔｏｍｓ，ｔｈｅｄｉｆＩ、ｕｓｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏａｂｓｏｒｂｅｄｔｈｉｎ６ｌｍａｔｏｍｓａｎｄＭＣｍｅｔｈｏｄａｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｇｒｏ、Ｖｔｈｉｎｄｉｆ－ｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ａｓｒｅｓｕｌｔ，ｗｅｃｏｕｌｄｇｅｔｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄａｔｏｍｓａｎｄｓｕｒｆａｃｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｐｉｔａｘｙｇｒｏｗｔｈ．ＡｎｄｅｘｐｌｏｒｅｄｔｈｅＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｅｐｉｔａｘｙｇｒｏｗｔｈ．ＦｏｕＩｒｔｈｌｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｌａｍｐｔｈａｔｗｅｕｓｅｄｆｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ａｎｄｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｕｒｃａｎａｆ．ｆｅｃｔｔｈｅＷａｆｅｒＢｏｎｄｉｎｇｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＧａＡｓ，ＩｎＰ．Ｔｈｅｎｏｕｒｗｅｔｅｓｔｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅ“ｓｔｉｃｓｏｆｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｓｉｌｌｌｕｌａｔｉｏｎｓａｍｐｌｅ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｉｎｏｓｃｕｌａｔｅｄｔｏｔｈｅＫＥＹＷＯＩ乇ＤＳ：ＭＯＣＶＤ；ｍｏｌｅｃｕｌｅｄｙｎａｍｉｃｓ；ｔｈｉｎｆｌｌｍｇｒｏ叭ｈ；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ；ｗａｆ色ｒｂｏｎｄｉｎｇＶ声．ｆ／７明～●＋一’独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：筮筮同期：矽乡、弓、圩关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：盘盈同期：卅、今．西导师签名：近亟教日期：竺哗北京邮电火学硕士毕业论文第一章绪论本论文工作是围绕任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展规划项目（９７３计划项目）“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９００）项目分课题一“单片集成光电子器件的异质兼容理论与重要结构工艺创新”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９０１）、项目分课题二“低温晶片键合及准单片光电子集成技术的创新与基础研究”（项目编号：２００３ＣＢ３１４９０２）展开研究的。在任晓敏教授、黄永清教授、黄辉副教授的悉心指导下，笔者与课题组的其他同学一起对单片、准单片通信光电子器件中半导体材料异质兼容及薄膜外延材料生长相关问题，进行了深入系统的理论和实验研究。在本论文的绪论部分，将就本论文的研究意义和主要内容、论文的结构安排以及论文的主要研究内容作扼要介绍。１．１课题背景通信科学的发展历史悠久。近代通信技术分为电通信和光通信两类。通信技术发展过程中，围绕着增加信息传输的速率和距离，提高通信系统的有效性、可靠性和经济性方面进行了许多工作，取得了卓越的成就。光通信技术则是当代通信技术发展的最新成就，已成为现代通信的基石【ｌＪ。近些年来，随着全球通信业务量的飞速增长，业务形式日趋多样化，高速大容量的宽带综合业务网络已成为现代通信网络的发展趋势。远程教育、电子商务、电子图书馆以及视频点播、高清晰度电视、可视电话和会议电视等新兴、高速信息浏览业务，大容量信息储存业务等，刺激了全球通信业务的高速增长，随着人们对信息量的需求不断的激增，促使光网络的传输速率不断的提高，带宽持续地扩展。上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪７０年代初石英光导纤维材料和ＧａＡｓ激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，一个以信息产业为核心的知识经济时代正在到来。随着信息技术向数字化、网络化的迅速发展，超大容量信息传输、超快实时信息处理和超高密度信息存储已成为人们追求的目标。光通信传输网络利用光束通过光纤传输语音、数据及视频流量。光纤的带宽十分巨大，在１５５０ｍ附近２００ｎｍ范围内传输损耗仅０．２ｄＢ／ｋｍ，对应的带宽为２５ＴＨｚ；北京邮电大学硕士毕业论文在１３００ｎｍ波长附近也有约２５ＴＨｚ的可用带宽。这样，一根光纤可提供的理想带宽约为５０ＴＨｚ。因此在突破带宽瓶颈及消除网络延迟等方面成效显著，能从根本上提高网络服务性能，减少开支，增强服务弹性。现在光通信已经成为世界通信技术和市场的制高点，同时光通信在整个通信行业发展中日益重要。信息的载体正由电子向光电子结合和光子方向发展，２１世纪的信息技术将是以信息功能材料为基础的微电子、光电子和光子技术融合的高技术。光波通信技术得到巨大发展，至上世纪末世界通信业务的８５％需经光纤传输。我国通信核心网光纤化比例２００４年已经超过９５％。当前，光电信号转换能力和电子线路速度的限制构成了当代全球骨干通信网络和高速信息处理的瓶颈。加速发展半导体微电子、光电子信息功能材料及其相关集成技术，突破信息网络和高速信息处理的瓶颈，是当今世界范围内所面临的最重大的科学问题之一【２Ｊ。ｌ！璺昼Ｑ２Ｑ世纪ｌ！旦至Ｑ！旦垒ＱＩ！鱼墨ＱＩ！旦鱼ＱＩ！旦ＺＱＩ！旦璺ＱＩ！旦鱼Ｑ２ＱＱＱ－图卜１光电子技术发展概图Ｆｉｇ１—１ＴｈｅｄｅＶｅｌＯｐｍｅｎｔ０ｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｔｅｃｈｎＯｌＯｇｙ图卜１中表示了光电子技术的发展历程，它是多学科发展并交叉的结果，也是高新技术发展的一个重要里程碑ｕ】。激光器和探测器是光电子技术的核心，正是它们促进了光电子技术的发展。而激光器和探测器的发展又离不开光电子材料的发展，材料的发展使高速、大容量的光传输成为可能。对于构成光电子器件的每一材料系，自然界都赋予它们一系列独特的物理特性，诸如，迁移率，光学吸收，电阻率，热特性和机械特性等等。Ｓｉ材料正是以其禁带宽度（能隙）较大（１．１２ｅｖ），工作温度可以高达２０００Ｃ，Ｓｉ晶片表面可以氧化稳定且对掺杂杂质有极好阻挡作用的氧化层（Ｓｉ０２）等特性，Ｉ！璺墨Ｑ北京邮电大学硕士毕业论文使其在微电子领域具有不可替代的作用。ＩＩＩ．Ｖ族半导体化合物因有着：直接带隙，易发射和吸收光，高迁移率等特性，使得它们在高速器件中得以广泛应用。ＩｎＰ和与其晶格匹配的材料ＩｎｈＧａ、Ａｓ。Ｐｌ＿ｖ的激射波长涵盖了低色散，低损耗光纤的波长范围，因此它们广泛用于光纤网络发射机和接收机的有源部分。在半导体器件领域中的技术发展有时把每一材料系的成果发展到极致，当系统和器件的设计寻求更高的发展时，就会发现最优的解决却并非仅仅靠某单一材料就能实现的，得必须将各具不同优势特性的材料组合起来。这就是要追求异质光电子集成。异质光电子集成是指不同半导体材料之间的集成。ＩＩＩ—Ｖ族化合物半导体材料之间，ＩＩＩ．Ｖ族化合物半导体材料与元素半导体（如Ｓｉ）之间，及其它半导体材料之间的集成。其意义在于可以充分利用不同材料的优点，使得集成材料制成的器件性能更好，功能更强，可靠性更高，成本更低。因此，它始终是光电子集成学科中十分活跃的方向和研究工作者坚持不懈的努力目标。近年来，宽带隙ＩＩＩ—Ｖ族化合物半导体（以ＧａＮ为代表）作为第三代电子材料正在兴起，尤其是ＩｎＮ化合物以及ＩｎＮ与ＧａＮ或ＡｌＮ的组合化合物半导体材料受到了越来越多的关注，它们将在光电子器件、光电集成、超高速微电子器件和超高频微波器件及电路上得到重要应用，有十分广阔的前景。目前的各种半导体光电子器件，其结构上的一大特点就是在垂直于其衬底的方向上属于分层结构，并且各层结构之间通常是彼此平行的（且平行于衬底表面），这是由于半导体外延生长工艺所决定的。多年来半导体器件的发展均承袭了这一结构。外延生长是半导体光电子器件制作的重要工艺之一。特别是基于ＩＩＩ—Ｖ族化合物半导体材料的光电子器件的制作，更是离不开外延生长。外延生长的主要作用是在衬底上形成具有所需的光电功能的薄层材料【４】【５Ｊ。从二十世纪六十年代初外延生长技术在半导体领域应用以来，特别是白九十年代之后新型光电子器件的研制，促进了外延技术的迅速发展。利用外延技术不仅可以进行同质外延生长，也可以进行异质、多层外延生长。采用金属有机化学气相外延和分子束外延等技术，实现厚度为原子（分子）尺寸的超薄层外延生长，促进了低维半导体材料及其有关光电子器件的飞速发展。低维半导体材料可以说是一种人工改性的新一代半导体材料，在这种材料中载流子运动方向受到限制，运动的维度减小成二维、一维，甚至零维。人们通过在原子尺度上设计材料的结构参数，可以通过量子尺寸效应改变能带结构和波函数，从而对半导体材料的光学和电学性质产生巨大的影响【６Ｊ。外延技术的高度发展，不仅为新型半导体光电子器件的研制创造了条件，也为半导体理论的进一步发展奠定了基础。北京邮电大学硕士毕业论文通信光电子集成器件研究所面临的最突出的矛盾是半导体材料、结构和工艺的兼容问题【２ｊ，既包括同种材料不同功能单元之间的兼容问题（相应于可调谐激光器、将ＤＦＢ激光器和ＥＡ光调制器集成在一起的光发射器件等ＰＩＣ器件，即光子集成器件），也包括晶格失配的异质材料之间的兼容问题（相应于由异质材料构成的集成光发射机、接收机等０ＥＩＣ芯片，即光电集成芯片），对于晶格失配还可以分为小失配、中失配和大失配三种情形，其解决方案包括基于异质外延工艺的单片集成和基于晶片键合及倒装焊等工艺的准单片集成两大类。异质材料兼容的解决是一个系统工程，同时也是非常重要的科学问题。２００１年Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司的科学家们曾宣称研制成功了１２英寸硅上砷化镓（ＧａＡｓｏｎＳｉｌｉｃｏｎ）晶片，解决了优质电子材料硅和ＧａＡｓ系光电子材料单片复合或一体化共存的问题，在半导体界引起轰动。尽管这～进展的真实影响到底有多大尚在进一步的考察之中，但类似这样的进展一定会不断地出现。异质外延生长广泛应用于各种薄膜单晶的制备，在微电子和光电子产业中占有核心地位。利用金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）或分子束外延（ＭＢＥ）等最先进的外延生长技术无疑是实现异质光电子集成的一种方式，对于晶格匹配的材料系来讲就比较容易，如ＧａＡｓ—Ａ１ＧａＡｓ或ＩｎＰ．ＩｎＧａＡｓＰ的集成的异质材料方面，外延生长技术是相当成功且成熟。但是一般来讲，外延生长晶体与衬底材料晶体之间不可避免地存在晶格失配，外延薄膜中往往会形成大量的失配位错来释放其失配应变能。而薄膜的性能对位错缺陷十分敏感，过多的位错使薄膜的性能显著降低。对于大失配异质材料外延生长来说，这个问题尤其突出。所谓大失配异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参量有较大差异的材料体系，如ＧａＡｓ／ＩｎＰ，ＧａＡｓ／ＩｎＡｓ，ＧａＮ／蓝宝石（Ｓａｐｐｈｉｒｅ），ＳｉＣ／Ｓｉ，ＧａＡｓ（ＩｎＰ）／Ｓｉ等。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题如果解决，必将大大拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。关于大失配异质材料的生长人们己从单纯优化与生长有关的条件过渡到外延生长衬底的变革。这是因为，使用ＩＩＩ。Ｖ族化合物如ＧａＮ，ＡｌＮ，ＩｎＮ这些固溶体制造的发光器件是光电集成材料和器件的发展方向。这些材料都有两种结晶形式，一种是立方晶系的闪锌矿结构，另一种是六方晶系的纤锌矿结构。以蓝光辐射为中心形成研究热点的是纤锌矿结构的氮化镓、氮化铝、氮化铟，且主要为它们的固溶体。这些材料的禁带是直接跃迁型，因而有很高的量子效率。用这３种材料按不同组份和比例生成的固溶体，其禁带宽度可在２．２ｅＶ到６．２ｅＶ之间变化。这样，用这些固溶体制造的发光器件就可以覆盖整个可见光区和部分紫外光区，这正是目前所需要的。但由于目前还存在一些技术上的困难阻碍了它们的研北京邮电大学硕十毕业论文究进展，其中一个重要的问题就是缺少与之晶格和热膨胀相匹配的衬底材料。当前，这方面比较受重视的方法有：“衬底”工程，包括多种衬底加工技术和新适用衬底的探索；“缓冲层”工程，包括多缓冲层技术、高温缓冲层技术、缓变缓冲层技术和复合缓冲层技术：柔性衬底技术；横向外延技术，特别是无掩膜横向外延，包括“悬膜”外延等。半导体材料键合技术也是集成光电子领域的一种很有效的工艺手段，它是对用异质外延手段而无法实现高质量单片集成时的一种极佳的补充方案。在外延生长技术中，若两种材料之间存在很大的晶格失配，一般工艺条件下则很难获得很好的晶体质量，即保证较低的位错密度。同时利用外延生长技术也不可能得到晶向失配的结构，因为外延层是按照衬底的晶格结构生长的。晶片键合技术适用于品格失配和晶向失配的情况，其最大的优点是可以集成单晶材料到其它基片材料的灵活性和宽松性。这些材料可以是非晶体、多晶体或大晶格失配的单晶体，而这些都是外延生长所无能为力的。正是这种集成材料灵活性的特点可以使得准单片集成变为现实，从而促使系统、电路、器件、材料的一体化优化设计成为可能。因此对半导体晶片键合技术的研究对实现不同材料器件的准单片集成、光电子器件的性能改善和新型半导体器件的发展有着非同寻常的意义。１．２论文研究内容及其论文结构１．２．１论文研究内容利用北京邮电大学通信光电子学实验室现有的研究条件，根据该课题支撑项目的要求，作者论文的主要内容是对ＭＯＣＶＤ技术的理论与实验进行了研究并对薄膜外延生长进行了研究和模拟仿真，重点进行了以下几个方面的研究，并取得了一定的成果。》ＭＯＣＶＤ技术的理论研究及其与键合的关系的研究＞ＭＯＣＶＤ生长设备生长材料的方法以及外延材料参数的测试技术研究＞分子运动论与薄膜外延生长理论的研究＞利用蒙特卡罗（ＭＣ）方法进行薄膜外延生长的模拟仿真＞低温晶片键合和键合界面质量检测的实验研究北京邮电大学硕士毕业论文１．２．２论文结构论文结构如下：第一章阐述了光电子技术的发展对光探测器的要求以及关联产生的对光电子材料发展的要求，并介绍了异质光电子集成的发展现状，薄膜外延生长的发展状况和主要工艺。第二章对ＭＯＣＶＤ技术理论和生长设备及其特点进行了介绍，分析了这种生长方法的优缺点，并且介绍了外延材料参数的测试方法和原理。第三章对分子运动论与薄膜外延生长进行了理论分析，并在此基础上提出了薄膜生长的理论模型，然后使用蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）的方法进行了模拟仿真，对结果进行了讨论。第四章对我们自行设计和组装的晶片键合夹具进６行了介绍，并对ＧａＡｓ和ＩｎＰ材料晶片键合与键合质量的测试方法进行了研究。北京邮电火：学硕十毕业论文第二章ＭＯＣＶＤ技术的理论与实验研究２．１ＭｏＣＶＤ技术的研究与发展现状ＭＯＣＶＤ技术是外延生长技术中十分重要的一种技术。ＭＯＣＶＤ，即金属有机物化学气相沉积，有时也称为ＭＯＶＰＥ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ），即金属有机物气相外延生长。它是１９６８年由美国洛克威尔公司的Ｈ．Ｍ．Ｍａｎａｓｅｖｉｔ提出来的一种制备化合物半导体薄层单晶的方法。８０年代以来，得到了迅速的发展，日益显示出在制备薄层异质材料，特别是生长量子阱和超晶格方面的优越性。ＭＯＣＶＤ近年来取得的最大进步是运用流体力学的原理实现生长过程中的基片旋转，从而大大改进了生长的均匀性。ＭＯＣＶＤ生长所用的源材料均为气体，对于ＩＩＩ族或ＩＩ族来说，采用它们的金属有机物化合物，对于Ｖ族或ＶＩ族来说，则采用它们的烷类化合物。ＭＯＣＶＤ就是以金属有机物（如ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ、ＴＥＧａ等）和烷类（如ＡｓＨ３、ＰＨ３、ＮＨ３等）为原料进行化学气相沉积生长单晶薄膜的一种技术，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延。金属有机化合物大多是具有高蒸气压的液体，通过Ｈ２、Ｎ２或者惰性气体作为载气，将其携带出与烷类混合，再同入反应室高温下发生反应。其技术基础是：在一定温度下，金属有机物和烷类发生热分解，再在一定晶向的衬底表面上吸附、化合、成核、成长。ＧａＡｓ是目前使用较多的一种化合物半导体材料。从器件工艺来说，ＧａＡｓ器件外延的工艺也相对较为成熟一些。对于ＧａＡｓ材料外延的方法主要有ＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）分子束外延、ＭＯＣＶＤ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）金属有机化学气相沉积、ＬＰＥ（ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）液相外延、ＶＰＥ（ＶａｐｏｒＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ）气相外延、ＣＢＥ（ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）化学束外延等【７Ｊ。ＭＯＣＶＤ是目前使用较多、外延质量较高的一种外延方法。ＭＯＣＶＤ技术适用于ＩＩＩ—Ｖ族、ＩＩ—ＶＩ族化合物半导体、ＳｉＣ及ＩＩＩ族氮化物等二元、三元及四元甚至五元材料的单晶外延和掺杂外延。九十年代前后，ＭＯＣＶＤ大量用于量子阱及超晶格结构的生长，所涉及的材料系统包括ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）／ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ、ＡｌＳｂ／ＧａＳｂ等。也包括在Ｓｉ衬底上进行的ＧａＡｓ和ＩｎＰ的外延生长。用ＭＯＣＶＤ方法研制成功的化合物半导体器件很多，比如：异质结双极晶体管（ＨＢＴ）、场效应晶体管（ＦＥＴ）、高迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）、太阳能电池、光电阴极、发光二极管（ＬＥＤ）、激光器、探测器和光电集成器件等。北京邮电大学硕士毕业论文２．２晶片键合技术及其与ＭｏＣＶＤ外延技术的关系晶片键合技术是指将两个平整的晶片，通过表面清洁和表面处理后，经过晶向对准，在室温下预键合到一起，然后通过高温热处理，使两个晶片的键合界面以化学键的形式结合在一起的技术。晶片键合也被称为直接键合（ＤｉｒｅｃｔＷａｆｅｒＢｏｎｄｉｎｇ）或熔合（ＦｕｓｉｎｇＢｏｎｄｉｎｇ）。对于晶格匹配的材料系如ＧａＡｓ—Ａ１ＧａＡｓ或ＩｎＰ．ＩｎＧａＡｓＰ，利用外延生长技术可以得到质量很好的异质结构材料。于是人们也尝试着利用外延生长技术将ＧａＡｓ、ＩｎＰ等化合物材料制造的光器件与Ｓｉ材料制造的电子器件集成在一起，实现单片光电子集成；将ＧａＡｓ．ＡｌＧａＡｓ材料构成的ＤＢＲ和ＩｎＰ—ＩｎＧａＡｓＰ材料构成的有源层结合，实现垂直腔有源器件。然而，由于ＩＩＩ．Ｖ族半导体化合物材料与Ｓｉ材料之间存在较大的晶格失配，异质外延生长的半导体材料含有很高的位错密度，导致材料特性完全劣化，甚至于器件无法使用。即使采取了各种补救办法，改善也很有限。异质外延生长技术对于大失配的异质材料来说存在着先天不足，大大限制了这项技术的发展与应用。为了集成晶格失配较大的异质材料，人们经过研究，发展出不同的材料结合技术，例如外延剥离技术【８Ｊ，合金键合技术桫Ｊ和直接晶片键合技术。关于键合现象的最早报道可以追溯到１６３８年，ＧＧａｌｉｌｅｉ在一本著作中描述了平整玻璃板粘合在一起的现象。随后，在１７９２年，Ｄｅｓａｇｕｌｉｅｒ【１０Ｊ发现两个球形铅块在外界压力的作用下会紧紧地吸附在一起。最早系统地研究玻璃片之间键合的是ＬｏｒｄＲａｙｌｅｉｇｈ…Ｊ，他于１９３６年发表了关于键合技术的首篇文章，并研究了玻璃片间的结合能，在光学工业中得以应用，但在当时没有引起很大的反响。在２０世纪６０年代到７０年代期间，逐渐产生了应用于不同器件结构的高温晶片（主要是Ｓｉ片）键合技术，但其键合的机理都是在一定的机械压力下通过高温扩散工艺对晶片进行熔合，因此不能成为大规模光电器件制作中的主流技术。晶片键合的真正发展始于２０世纪８０年代，特别是在１９８５年底，ＩＢＭ公司的Ｌａｓｋｅｙ【１２Ｊ和Ｔｏｓｈｉｂａ公司的Ｓｈｉｍｂｏ【¨Ｊ等提出了Ｓｉ片直接键合（ＳＤＢ，ＳｉｌｉｃｏｎＤｉｒｅｃｔＢｏｎｄｉｎｇ）技术后，晶片键合技术才得到了人们的广泛关注。１９８８年，Ｐｅｔｅｒｓｅｎ和Ｂ绷ｈ利用键合技术制作了封闭腔，应用于压力传感器。ＩＩＩ—Ｖ族半导体化合物晶片键合的发展源于１９７４年，Ａｎｔｙｐａｓ和Ｅｄｇｅｃｕｍｂ提出了外延层转移（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ—ｌａｙｅｒＴｒａｎｓｆｅＨｉｎｇ）的概念，把外延生长得到的ＧａＡｓ—ＡｌＧａＡｓ材料与玻璃键合。１９８９年，ＬｅｈｍａＩｌｌｌ和他的同事第一次实现了ＩｎＰ／Ｓｉ和ＧａＡｓ／Ｓｉ的无空洞（Ｖｏｉｄ－ｆｒｅｅ）晶片键合。然而，Ｌｉａｎ和Ｍｕｌｌ的工作才’可称得上是ＩＩＩ—Ｖ族半导体化合物晶片键合的开端。１９８９年，他们把单轴向压力施加到高温退火的晶片对上，减少了热北京邮电大学硕士毕业论文应力对晶片键合的影响，将ＩｎＰ和ＧａＡｓ晶片键合在了一起，而且还通过在晶片界面上刻槽的方法提高了晶片键合界面的质量。晶片键合技术的优势在于：（１）晶格失配产生的位错缺陷仅局限于键合界面区，不会迁移至器件有源区影响器件的性能，不同材料之间的晶格失配问题得到很好的解决，位错密度大大减少。（２）键合界面原子级的结合不仅使器件具有良好的电学光学特性，还提供了足够的键合强度，让键合材料可以象单一晶体材料一样进行解理和切磨抛光等机械加工。（３）构思新颖，增加了器件（特别是集成器件）设计的自由度。（４）简化了现有工艺，降低了光电子集成的难度。晶片键合技术具有这些特有的优势，所以被广泛地应用于光电子器件、微电子电路、传感器、功率器件和微机械加工等领域。键合技术还开辟了制作复合材料的新思路。２．３ＭＯＣＶＤ技术简介２．３．１ＭｏＣＶＤ原理金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）生长过程十分复杂，但它的本质部分是可以用热力学、流体动力学和化学反应动力学来描述。流体动力学因素主要决定气体在反应室内及基座附近速度温度等的分布，同时也影响各反应源的分解、相互反应以及在固相表面原子并入晶格的过程。由于化学反应和流体动力学各因素之间的相互影响，使得ＭＯＣＶＤ过程研究成为专门的课题。在ＭＯＣＶＤ外延生长中，载气（Ｈ２或Ｎ２）把金属有机化合物和非金属氢化物的蒸汽输运到高温反应的区域，即携带到反应室中加热的衬底上方，随着温度的升高在气相和气相一固相界面发生一系列的化学和物理变化，最终在衬底表面生成外延层。以生长ＧａＡｓ为例，源材料之间的化学反应式简化表示为：（ＣＨ３）３Ｇ以（气）＋彳ｓＨ３（气）ｊＧ刎ｓ（固）＋３ＣＨ。（气）这个反应式是通过以下几个化学反应综合起来实现的：ＴＭＧａ在气相中完全分解：Ｇａ（ＣＨ３）３（气）＋１．５Ｈ，（气）一Ｇａ（气）＋３ＣＨ。（气）ＡｓＨ，主要是在衬底表面上通过表面催化而发生反应分解：ＡｓＨ，（气）一０．２５Ａｓ。（气）＋１．５Ｈ，（气）最后在衬底表面上生长ＧａＡｓ：Ｇａ（气）＋Ｏ．２５Ａｓ。（气）ｊＧａＡｓ如果同时通入ＴＭＡｌ，则得到Ａｌ、ＧａｈＡｓ三元化合物，化学反应式简化表示为：北京邮电大学硕士毕业论文（１一ｚ）（ｃ日３）３Ｇ口（气）＋ｚ（ＣⅣ３）３彳，（气）＋彳Ｊ凰（气）－彳ＩＧｑ一，彳Ｊ（固）＋３ｃ日４（气）由此可见，ＭＯＣＶＤ是利用金属有机物和氢化物的热分解来进行晶体生长的，这都是不可逆反应，热分解是在远离平衡条件下发生的。热的衬底对气相物的分解有催化作用，所以沉积首先在加热表面发生。这仅是反应室内部一系列化学反应的简化形式，实际生长过程中存在复杂的源分解反应、预反应和寄生反应等。为了将寄生反应减到最小，石英反应器壁应进行冷却。ＭＯＣＶＤ外延生长对反应源（Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）的基本要求：（１）纯度高；（２）低毒性；（３）室温下能以液体形式存在；（４）室温下具有合适的饱和蒸汽压：（５）不与其它源发生寄生反应；（６）没有记忆效应（ＭｅｍｏｒｙＥｆｋｃｔ）（７）在外延层中引入的碳污染尽可能低（对于有意的碳掺杂情况除外）；（８）具有良好的长期稳定性（不能在Ｂｕｂｂｌｅｒ中分解）；（９）分解温度应与最佳外延生长温度匹配；（１０）价格便宜，适于大批量外延生长之所需。２．３．２ＭｏＣＶＤ外延生长方法的优缺点ＭＯＣＶＤ系统外延生长的优点有㈣：（１）生长室无需超高真空，生长温度不太高，生长速率较快（高达∥ｎ１／ｍｉｎ级）；（２）可实现各种超品格、量子阱结构，可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡；（３）纯度、组分分布、掺杂分布可控，可获得高纯度、均匀组分、突变组分或掺杂的各类异质结构；（４）晶体完整性好，可消除各类缺陷；（５）生长过程中由计算机预先设计好的程序控制，可控性好；（６）可同时生长多片，重复性好，适宜于大批量生长。与另一种新型外延技术——分子束外延（ＭＢＥ）相比，ＭＯＣＶＤ不仅具有ＭＢＥ所能进行的超薄层、陡界面外延生长的能力，而且还具有设备简单、操作方便、便于大规模生产等特点，因而比ＭＢＥ具有更大的实用价值。由于ＭＯＣＶＤ具有以上一些优点，所以发展十分迅速，而它的发展也大大推动了以ＧａＡｓ为主的ＩＩＩ．Ｖ族半导体及其它多元多层异质材料的生长，促进了新型微电子技术领域ｌＯ北京邮电大学硕十毕业论文的发展。未来半导体光电子学的重要突破口将是对超晶格、量子阱、量子线、量子点结构材料及器件的深入研究，而这一切都要依赖于ＭＯＣＶＤ等超薄层生长技术的进步【１川。然而，ＭＯＣＶＤ的缺点是实验设备比较昂贵，生产成本较高，并且需要使用大量有毒气体，基本上所有源材料都表现为毒性和腐蚀性，金属有机化合物在空气中还很容易自燃甚至爆炸，另外载气日，与空气结合也会形成爆炸混合物，因此需要特别注意安全防护措施。２．３．３低压ＭｏＣＶＤ根据反应室的工作压力，ＭＯＣＶＤ可分为常压ＭＯＣＶＤ（ＡＰ—ＭＯＣＶＤ）和低压ＭＯＣＶＤ（ＬＰ—ＭＯＣＶＤ）。ＬＰ．ＭＯＣＶＤ是近年发展起来的一种外延方法，它与ＡＰ—ＭＯＣＶＤ生长ＩＩＩ—Ｖ族化合物的相比，具有一定的优越性，主要表现在【１６】：（１）有助于消除反应室内部热驱动对流，抑制有害的寄生反应和气相成核；（２）由于在低压下气体流速更高，生长层的厚度均匀性得以改进；（３）ＬＰ—ＭＯＣＶＤ能有效地减小杂质缓变和成分缓变（在１００彳数量级范围内），实现界面突变，避免过大的界面失配形变改善外延层的厚度和组分的均匀性，改善界面的陡峭程度：（４）可以使用较低的生长温度；（５）由于ＬＰ—ＭＯＣＶＤ可以使用较低蒸气压的源材料，所以扩大了金属有机化合物源的选择范围。但是，与ＡＰ—ＭＯＣＶＤ相比，ＬＰ—ＭＯＣＶＤ设备较为复杂，需要在反应室出口处增加压力控制装置和泵系统，同时在金属有机化合物源瓶（即鼓泡器）出口处也要安装压力控制装置。２．４ＭｏＣＶＤ生长设备简介北京邮电大学硕士毕业论文２．４．１ＭｏＣＶＤ设备系统图２—１ＭＯＣＶＤ系统简图通常ＭＯＣｖＤ生长的过程可以描述如下：被精确控制流量的反应源材料在载气（通常为Ｈ２，也有的系统采用Ｎ２）的携带下被通入石英或者是不锈钢的反应室，在衬底上发生反应生长外延层，衬底是放置在被加热的基座上的。在反应后残留的尾气被扫出反应室，通过去除微粒和毒性的尾气处理装置后被排出系统。整套设备由气体源供给系统、反应室和加热系统、尾气处理系统、安全保护及报警系统和微机自控系统等部分组成，图２—１为ＭＯＣＶＤ系统示意简图。２．４．２气体源供给系统气体源供给系统的作用为向反应室输送各种反应剂。该系统要能够精确的控制反应剂的浓度、流量、流速以及不同气体送入的时间和前后顺序，从而按设计好的方案生长特定组分和结构的外延层。如图２—１所示，气体源供给系统包括Ｈ，和Ⅳ，纯化供给系统、金属有机化合物供给系统、烷类供给系统以及多路阀门组。金属有机化合物源材料装于专用的鼓泡器中，通常鼓泡器放置在精度优于±Ｏ．１。Ｃ的恒温浴中，以控制其蒸气压力。如果浴温高于室温，则需要加热鼓泡器出口至阀门组入口之间的管路，以避免气态源材料在管路中凝聚。每种金属有机化合物源材料通常备有两个，这是因为在生长异质结时要对ＩＩＩ族元素的源进行切换。烷类源材料由专用气瓶箱供给，并加以质量流量控制。北京邮电大！学硕＋毕业论文２．４．３反应室和加热系统反应室的构造对外延层厚度和组分的均匀性、异质结界面梯度、掺杂浓度有很大的影响。反应室一般位于手套箱内，使用的是扁平式反应室。当然也有使用垂直式的。这个扁平和垂直指的是反应源的通入方向与衬底表面是扁平还是垂直的。对于扁平式反应室结构，衬底片被放置在水平的基座上，基座使用的材料为高纯石墨，反应气体从衬底上横向流过。进气区域的截面形状成锥形，以便从小直径的进气口平稳向反应区域的较大直径过渡，以保证层流，避免湍流的出现。基座上有凹坑以放置衬底也是这个目的。现在的ＭＯＣＶＤ反应室底盘支持器都采用了悬浮和转动的新技术，避免了基座和反应室系统之间的任何物理接触，因此要保证底盘与周边之间的清洁【ｌ７Ｉ。旋转速度与氢气流流速有关，旋转速度不宜过小，这样会使外延生长不均匀；也不宜过大，过大则由于离心力的加大，使得行星底盘与主底盘之间的摩擦力增大，严重时行星底盘甚至停止转动。反应室项部密封盖装有气体管道和水冷管道，落下时由橡皮垫圈严格的密封起来。反应室温度由石墨加热丝加热，温度控制范围高达上千度，但是一般工作温度不宜过高，一般不宜超过８００。Ｃ。反应室温度的改变精度控制在±１０Ｃ，并且能够即时监控。２．４．４尾气处理系统由于ＭＯＣＶＤ使用的源材料都是易燃和有毒的，而且反应后很多副产物也是有毒的或者易燃的，反应室排出的尾气也含有大量有毒和危险物质。因此必须对尾气进行处理后，再排入专用的排气管道。尾气由真空泵从反应室吸出后首先用高效过滤器过滤掉粉尘，再利用活性炭过滤器的物理吸附作用除去有毒气体。尾气处理过程中产生的有毒废渣和废液同样要妥善处理。２．４．５微机自控及系统安全保护报警系统在计算机上运行ＥｐｉｔｏｒＮＴ软件，实时控制整个外延生长过程，具体包括：编写和运行生长程序Ｒｅｃｉｐｅ、调整Ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ转速、调整ＭＦＣ流量及Ｅｐｉｆ０１ｄ的切换状态、调整生长温度和反应室压力等。电路控制单元（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）是通过可编程逻辑控制器（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．ＰＬＣ）进行工作，并借助于Ｐｒｏ舶ｕｓ接口与控制计算机保持通讯。此外还包括一些手动控制，如Ｒｕｎ／Ｕｎｌｏａｄ按钮、ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＶａｌｖｅ／ＶａｃｕｕｍＶａｌｖｅ切换等。ＭＯＣＶＤ系统配备有安全互锁装置（ＳａｆｅｔｙＩｎｔｅｒｌｏｃｋ）来保证安全运行，北京邮电大学硕士毕业论文Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ共分三个等级（Ｌｅｖｅｌｌ／２／３）。Ｌｅｖｅｌ１Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ激活，ＭＯＣＶＤ系统断电；Ｌｅｖｅｌ２Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ激活，２４Ｖｏｌｔｓ消失，ＭＯＣＶＤ设备转入到ＳａｆｅＩｄｌｅ模式，ＭＯＣＶＤ系统内部管路全部充入氮气，但如果用户事先进入检漏模式（ＬｅａｋＴｅｓｔＭｏｄｅ），则Ｌｅｖｅｌ２告警均被忽略；Ｌｅｖｅｌ３Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ激活，ＭＯＣＶＤ设备告警，同时阻止不安全的动作执行。２．４．６测漏装置由于ＭＯＣＶＤ使用的反应物和生成物包含气体和粉尘，而且都具有毒性和腐蚀性，所以必须要保证源气和尾气无泄漏，即保证系统的密闭性。因此，应该配备相应的测漏仪、危险气体探测器和合适的防毒面具。当设备工作时要实时检测，也要对环境进行日常检测，对设备进行维修和维护时操作人员必须佩戴防毒面具，以避免不必要的人身伤害。２．５ＭＯＣＶＤ外延的关键技术和难点ＭＯＣＶＤ外延生长必须遵从晶格匹配的原则，即外延层的晶格常数与它依附的衬底材料的晶格常数要一致，否则就会造成品格失配，形成失配位错。对于ＧａＡｓ衬底上生长的激光器材料，一般要求位错密度小于５００ｃ聊－‘。从这个角度来看，可以在ＧａＡｓ衬底上成功外延的基本材料有：（４ｌＧａｌ一，）ｏ５砌ｏ５Ｐ／觑ｏ５Ｇ％５尸／ＧａＡｓ、彳ｔＧ口ｈ么ｓ／Ｇ仇４ｓ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＡｓ等。由于外延技术的成熟，薄层外延的厚度可以控制在纳米尺度，因此量子阱的外延就突破了晶格匹配的限制。经过仔细的计算和精确的控制，可以得到无失配位错的应变量子阱材料，从而使得多种应变材料可以作为激光器的有源区，比如ＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＩｎＮ等。对于大功率半导体激光器器件的材料来说，不仅仅以位错、迁移率等参数作为材料性能的判断依据，还要着眼于降低阈值电流密度和提高发光功率等方面。因此在材料生长中主要需要解决的问题有材料结构参数的设计和生长工艺。材料结构参数主要包括：各外延层的浓度、组分、厚度等参数。各参数的选择考虑的侧重点并不相同，因此彼此之间互相制约、互相影响，如何在各个参数的需求上找到一种折中、一种平衡，是结构参数选定的难点。生长的工艺条件的设置和控制需要有一套成熟的生长工艺方法，以保证设计结构的实现和生长的均匀性、重复性等。其中包含的技术难点有：（１）量子阱层厚度要求精确控制。一般量子阱的厚度几十彳的量级，厚度的不均匀会直接影响波长的均匀性、谱线半宽和量子效率；１４北京邮电大学硕十毕业论文（２）材料各层界面的清晰完整性。界面的生长完整性差会直接引起材料损耗因子增加和漏电流增加，引起器件性能恶化；（３）控制生长过程中引入的缺陷。材料内部缺陷的增加，会引起非辐射复合的增加，同时导致器件寿命降低。２．６外延材料参数的测试技术激光器的性能取决于激光器材料的结构设计和外延工艺质量。因此，外延材料的性能表征一般分为材料结构参数测试和内在性能参数的分析。材料结构参数包括：各个薄层化合物的组分，它可以通过Ｘ射线双晶衍射（ｘＲＤ）测试分析得出；各个薄层的掺杂浓度，它可以通过电化学Ｃ—Ｖ法测试得出；有源区的发光波长，它可以通过光荧光（ＰＬ）方法测试；材料发光均匀性可以由光荧光扫描（ＰＬ—ｍａｐｐｉｎｇ）得出；材料组分均匀性可以由Ｘ射线双晶衍射扫描（ＸＲＤ—ｍａｐｐｉｎｇ）测试分析得出；材料掺杂均匀性可以由方块电阻测试得出。下面将对光荧光技术重点介绍。内在性能参数的测量需要经过器件制作，由器件参数的分析计算得出。主要的参数有：材料的内量子效率７７，。和内部光学损耗口∥它可以通过制作不同腔长的激光器并测试其阈值电流、输出功率得出；材料的温度特性瓦和Ｚ，可以通过测量阈值电流、斜率效率随温度的变化得出［１８］。由于这些参数的获得涉及器件加工工艺和测试方法，误差处理工作和分析工作更加重要。２．６．１光荧光技术概念及其特点光荧光技术是一种非破坏性的光学技术。它是一种光谱技术，研究光激发后晶体的发射，，它的特征与光激发的电子——空穴对（ｅ＿ｈ）的复合途径有关。通过研究一系列参数（如温度、激发能量、激发强度、外加电场）对荧光谱的影响，可以得到关于晶体质量的基本信息。它可以作为一种表征技术来指导工艺，提供反馈，但对某一种实用材料结构的表征则需要更详细的研究。光荧光的物理过程是光照射在样品上产生ｅ－ｈ，这些电子和空穴载流子全是非平衡态的，经过扩散、驰豫达到准平衡分布，因辐射复合和非辐射复合而消耗。Ｐ—Ｌ主要研究荧光的能量分布。主要考虑三个过程：ｅ－ｈ产生，ｅ－ｈ热驰豫和扩散，ｅ—ｈ复合。光荧光技术的主要优点如下：（１）如前所说是一种非破坏性测量技术，只需很小一块儿的样品；（２）是研究少数载流子的特征，它是电子技术的补充。少数载流子的寿命、北京邮电大学硕士毕业论文扩散长度、量子效率等参数可以通过研究复合途径获得，它们的量受到掺杂浓度的影响：当光生的ｅ＿ｈ比自由载流子还高时（大激发条件）多子特征也能研究；（３）操作简便，不需特殊的样品安装和制备技术：（４）对材料中化学杂质很敏感，即使杂质浓度极低；光荧光技术也有以下一些缺点：（１）很难获得关于杂质浓度或陷阱浓度的定量结果。有一些定量分析的尝试，但一般它需要极为精细的测量技术，或者非常仔细的谱线分析；（２）只能提供与辐射跃迁有关的信息。关于非辐射复合机制，尤其是对于量子效率，只能提供间接研究；（３）不是一种体材料表征技术，只有近表面的薄层（其体积由光斑面积、光的穿透深度和少子扩散长度决定）才‘能得到良好的观察。２．６．２光荧光测试仪光荧光测试的激发源为Ａｒ离子激光器，其激光波长可以为４８８．０啪和５１４．５ｎｍ，实验中一般选取的激发波长为５１４．５ｎｍ，输出功率最大值为５０ｍＷ，使用迈克尔逊干涉仪来测量光谱，该干涉仪具有一个６０。角分束器装架，快速光学收集系统及计算机控制的镜子来确保高的光学输出，最大分辨率为０．７５ｃ垅～。采用液氮冷却的锗光二极管探测器来作为标准，探测元件和积分前置放大器都用液氮冷却，以便使噪声降低到最小限度。２．６．３光荧光谱材料的光荧光谱一般分为三个区域。（１）带间跃迁：Ｅｇ一１５ｍｅｖ＜ｈｗ＜Ｅｇ＋２ｋＴ它包含：带间跃迁、自由激子跃迁、束缚激子跃迁、束缚的电子——空穴跃迁。在室温下，激子与浅施主的荧光不可分辨，带——带跃迁主宰荧光谱，可以用来判断材料的组分。室温下的带——带跃迁强度常被用来表征样品的量子效率。（２）杂质发光：Ｅｇ—ｌｏＯｍｅｖ＜ｈｗ＜Ｅｇ一１５ｍｅｖ一般为受主发光，可以用来研究杂质类型、浓度、补偿比例等。（３）深能级发光：ｈｗ＜Ｅｇ一１００ｍｅｖ研究低能端荧光可以给出化学计量比（空位或缺陷），非辐射复合渠道，缺陷密度等。１６北京邮电大学硕士毕业论文２．７激光器材料ＭｏＣＶＤ外延技术的发展方向半导体激光器自６０年代发明以来，一直呈现快速增长的态势。尤其是自８０年代外延技术逐渐成熟后，更是得到了广泛的应用。半导体激光器的推动力主要来自外延技术的进步，而器件工艺的提高、可靠性的改善则是半导体激光器得到广泛应用的关键。ＧａＡｓ基半导体激光器具有波长范围广、品种多、应用领域多种多样的特点，如其波长覆盖６００—１２００ｎｍ，有单模激光器、多模激光器，有边发射激光器、面发射激光器等多种类型。９０年代后随着薄层量子阱外延技术的成熟，目前ＧａＡｓ激光器的性能己达到很高的水平，甚至接近于理论极限。比如激光器的内量子效率接近１００％、外量子效率达到７０％一８０％。而半导体激光器输出功率的提升尚有余地，输出功率随器件尺寸大小的改变差别很大，其功率密度可达４０—１００ｗ／ｃｍ，因此进一步提高功率输出水平主要是靠器件结构设计和腔面钝化技术。激光器材料的外延技术主要分为材料结构设计和优化、外延工艺、材料性能测试和分析。随着外延设备、材料测试设备的进步，材料结构设计和材料性能分析所占的技术含量越来越大，而且在整个激光器制作过程中的地位也越来越大。对于ＧａＡｓ基半导体激光器材料，高输出功率、高效率、高可靠性是永恒的追求。高输出功率、高效率主要通过改进材料结构实现，目前一般采用低的光限制、宽波导、大光腔结构。高可靠性主要通过采用无铝材料体系实现。目前国内ＧａＡｓ基半导体激光器ＭＯＣＶＤ外延材料仍存在一些技术问题，主要有材料的均匀性与重复性问题，材料的性能验证和表征问题，材料的退化与可靠性问题等。与国外同类产品比较，我们的性能指标确实还有一些差距。为加速外延材料研究水平与生产水平的进步，外延技术与器件技术的融合是外延工作的发展趋势和出路。它包括针对某个产品的整体结构设计、制作工艺融合（如开展二次、三次外延的推广，推广掩埋异质结结构等）、材料和器件的测试和分析的融合（材料内在质量的测试、验证和表征等）。目前，ＧａＡｓ基激光器ＭＯＣＶＤ外延材料的发展方向及研究热点有以下几点：（１）采用高应变ＩｎＧａＡｓ量子阱结构将波长向长波方向拓展；（２）旧材料应用于新的工艺技术，比如Ｓｉ的发光特性、ＧａＡｓ．ｏｎ．Ｓｉ直接晶片键合（ＤｉｒｅｃｔＷａｆｅｒＢｏｎｄｉｎｇ，ＤＷＢ）技术等；（３）低维量子结构的研究，比如低损耗、低色散，大功率的自组织ＩｎＡｓ量子点（ｄｏｔｓ—ｉｎ－ａ－ｗｅｌｌ，ＤｗＥＬＬ）激光器。量子阱激光器是二维量子器件，更低维的激光器是量子点激光器，一般采用自组织量子点，使北京邮电大学硕士毕业论文用材料为ＩｎＧ以ｓ或ＩｎＡｓ，现实中可应用为空间通讯用的长波长激光器：（４）研究面发射（ＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｓｓｉｏｎ，ＳＥ）激光器或垂直腔面发射激光器（ＶｅｒｔｉｃａｌＣａｖｉｔｙＳｕｒｆ’ａｃｅＥｍｉｓｓｉｏｎ，ＶＣＳＥＬ）；（５）采用新的材料体系，如ＳｉＣ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ等；（６）对于材料本身性能来讲，提高材料的可靠性是激光器器件的基础，也是激光器外延材料一直的发展方向。２．８本章小结本章主要介绍了金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）——这种目前使用较多、外延质量较高的一种外延方法。并将这种技术与其他的外延生长技术（例如：ＭＢＥ、ＬＰＥ、ＶＰＥ等）进行了对比，得出了ＭＯＣＶＤ的一些优缺点，并且对ＭＯＣＶＤ的生长设备的各个部分进行了详细的介绍，分析了ＭＯＣＶＤ的关键技术和难点。介绍了外延材料参数的测试技术，尤其是光荧光（ＰＬ）技术，预测了ＭＯＣｖＤ外延技术的发展方向。北京邮电大学硕十毕业论文第三章分子运动论与薄膜外延生长理论３．１引言凝聚态物质的宏观现象是由极大量分子、原子的运动和相互作用的反映，在本质上都带有统计性质。随着人们对凝聚态物质的微观结构的不断深入了解，人们愈加需要从统计角度探讨凝聚态物质的宏观现象的基本规律，寻找内在的联系。现在凝聚态理论已经深入到知其所以然的阶段，在量子力学和统计力学基础上探讨宏观现象和微观结构的本质。统计力学是研究凝聚态物质的微观结构和宏观现象的桥梁，它的理论已取得了很大的成就，但凝聚态物理问题非常复杂，纯粹用解析理论来描述目前尚难以实现【ｌ９｜。随着计算机的软硬件和计算技术的长足发展，利用计算机对物质的微观结构和运动进行数值模拟计算得到了迅速发展，并在此基础上发展了用数值运算统计求和的方法：分子动力学（ＭＤ）方法和蒙特卡罗（ＭＣ）方法。这两种方法可以按照原子（或分子）的排列和运动的模拟以实现宏观物理量的计算，不仅可以直接模拟许多物质的宏观凝聚特性，得出与实验结果相符合或可比拟的计算结果，而且可以提供微观结构、粒子运动以及它们和物质宏观性质关系的明确图像，有利于从中提取新的概念和理论。这两种方法又可视为“计算机实验”，利用粒子之间的真实相互作用势，也可用半经验势计算凝聚态物质的结构和热力学性质，从而很方便的对相互作用与宏观性质之间的关系进行考察，据此提出有关物理现象的理论。从而，这种“计算机实验”建立了理论与实验的桥梁，对新的理论和新的实验的建立将起愈来愈大的作用。１９５７年，Ａｌｄｅｒ和ｗ撕ｎｗｒｉｇｈｔ川首先在硬球模型下，采用经典ＭＤ方法研究气体和液体的状态方程，取得了尝试性的成功，由于计算机速度和内存的限制，早期模拟的空间尺度和时间尺度都受到很大的限制。２１世纪８０年代后期，由于计算机技术的飞速发展和多体势函数的提出与发展，为分子动力学模拟技术注入了新的活力。１９７２年，Ｌｅｅｓ和Ｅｄｗａｒｄｓ【２１Ｊ首先将分子动力学模拟应用到了非平衡态的研究，进一步扩展了ＭＤ方法的应用范围。目前，许多在实际实验中无法获得的微观细节，在分子动力学模拟中可以很方便的得到，这种优点使得分子动力学模拟在新材料的研究和开发、预测材料的介观和宏观性质等领域显得非常重要，由此改变了过去理论计算与实验的关系。３．２分子运动论简介北京邮电大学硕士毕业论文３．２．１分子运动论概念分子运动论是从物质的微观结构出发来阐述热现象规律的理论，例如它阐明了气体的温度是气体分子平均动能大小的标志，大量气体分子对容器器壁的碰撞而产生对容器壁的压强。此外，它还初步揭示了气体的扩散，热传递和粘滞现象的本质，并解释了许多气体实验定律，分子运动论的成就促进了统计物理学的进一步发展。分子动力学是通过解牛顿力学方程来求解分子运动的一种方法。分子动力学计算机模拟是研究复杂的微观系统的有力工具，这一技术既能得到微观粒子的运动轨迹，还能像做实验一样作各种观察。目前，该技术已成功地用于研究晶格畸变、晶粒生长、拉（压）应力一应变关系、蠕变行为、高温变形行为、扩散、沉积、烧结、固结、纳米摩擦、原子操纵、微流体和微传热等方面【２２】－【２５１。所谓分子动力学模拟，是指对原子核和电子所构成的多体系统，用计算机模拟原子核的运动过程，从而得到系统的结构和性质，其中每一原子核被视为在其他所有原子核和电子所提供的经验势场作用下按牛顿定律运动【２６｜。对于非平衡系统，分子动力学模拟的主要过程包括初始条件和边界条件的确定、牛顿运动方程的数值求解和感兴趣量的提取。平衡系统与非平衡系统的主要差别在于边界条件和所提取的量与时间无关。下面对经典分子动力学模拟的基本原理进行阐述。３．２．２牛顿运动方程由牛顿第二定律可得原子的运动方程为：口：：堡：墨±厶ｄｆｍ．ｆ＝∑（一Ｖ①玎）－，（／≠ｊ）式中，聊，，ｌ，鼻和Ｚ分别为第ｉ原子的质量、位置、原子间作用力和其他的力；①。为反映原子ｉ，ｊ问相互作用的势函数。在分子动力学模拟中，通过差分求解牛顿运动方程可得到系统中原子的一系列位形。３．２．３原子问势函数原子间势函数反映了原子间的相互作用，其准确性对分子动力学模拟的精度北京邮电大学硕十毕业论文影响较大，经历了从对势到多体势的发展过程。Ｉ对势Ｌｅｎｎａｒｄ—Ｊｏｎｅｓ（Ｌ．Ｊ）势［２７】①觚）：彳（旦）ｍ—Ｂ（旦）”Ｍｏｒｓｅ势【２８】①∥＝４Ｐ一２ａ‘％一训一２Ｐ一口‘勺一场）］Ｊｏｌｌｎｓｏｎ势［２９］①驴（％）＝一／４”（％一色）３＋Ｃ乙乃一Ｄｊ以上式中ｌ，为原子ｉ，ｉ的间距；其他的未知量为势参数。Ｌｅｎｎａｒｄ—Ｊｏｎｅｓ势常用来描述气体分子或水分子间的作用力；Ｍｏｒｓｅ和Ｊｏｈｎｓｏｎ势常用来描述金属，前者多用于Ｃｕ，后者多用于ａ．Ｆｅ。ＩＩ多体势（１）嵌入原子法（ＥＡＭ）【３０】ＥＡＭ势的基本思想是把晶体的总势能分成两部分：一部分位于晶格点阵上的原子核之间的相互作用势，另一部分是原子核镶嵌在电子云背景中的嵌入势。总势能为①２擎”主》％）式中巨（Ｂ）为势嵌入能；第二项是对势项：ｐ，是除第ｉ原子以外的所有其他原子的核外电子在第ｉ原子处产生的电子云密度之和，可表示为ｐ，＝∑ｐ胁）（２）Ｓｔｉｌｌｉｎｇｅ卜Ｗｅｂｅｒ势‘３１】川１９８５年，Ｓｔｉｌｌｉｎｇｅｒ和Ｗ曲ｅｒ提出了描述凝聚态硅体系原子问相互作用的多体势，即ＳＷ势。该势在半导体材料中得到了广泛应用。Ｓｔｉｌｌｉｎｇｅ卜Ｗ曲ｅｒ取总势能为①＝∑Ｖ：（１，ｏ）＋∑Ｖ，（１，ｏ，％）＋￡两体势为“Ｈ。“７．Ｖ２（１，，，）＝占厶（旦）Ｕ三体项为匕（１，，，，珞）：占．艿（三，兰，垒）北京邮电大学硕士毕业论文当以势参数占和仃分别作为能量和长度单位时／乏ｃｒ，＝｛詈ｃ上亨；一Ｐ一；一目，Ｐ（；一日）一，，＜口口≤ｒ六（１，０，％）＝办（Ｉ，，，ｌ，女，９）＋办（０、☆，０，『，够）＋向（吒，ｆ’％，／，包）：办（＃，，五，９）：ｊ以（ｃ。ｓｐ＋三）２ｅｘｐ［ｙ（巧，一臼）一＋ｙ（‘一口）一］‘＜臼矛口，；二＜臼ｏ其他式中，Ａ，Ｂ，ｐ，ｑ，ａ，力和７／为势参数：够是ｉ，ｊ，ｋ原子所组成的三角中围绕ｉ原子的角。多体势函数还有很多种，限于篇幅不再详述。３．２．４势参数的确定原子间势函数的形式多种多样，对于不同的应用对象势参数又互不相同，所以势参数的确定在分子动力学模拟的应用中至关重要。势参数的确定通常有三种方法：一是通过实验值（例如晶格常数、弹性系数、振动谱等）拟和势参数；二是通过蒙特卡罗方法确定势参数；三是通过基于量子力学得到的各种微观信息来确定势参数，如松冈等人【３２Ｊ基于量子力学提出了反映水分子间相互作用的ＭＣＹ势函数。３．２．５分子动力学模拟的初始条件合理的初始位形和初始速度将使得计算系统迅速松弛到所要求的平衡状态，减少计算次数。初始位形和初始速度可通过实验数据、理论模型、或两者相结合来确定。如果模拟系统无固定晶格结构，则每个原子的位置可用舍选法或Ｐｅｔｒｏｐｏｌｉｓ等方法从初始密度分布ｎ（ｒ）得到；每个原子的初速度可从初始温度Ｔ（ｒ）下的Ｍａｘｗｅｌｌ—Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ分布来随机选取。对于流体分子系统，粒子的初始速度按高斯分布选取比较合理。３．２．６周期性边界条件和长程力即使是使用现代的巨型计算机，ＭＤ方法还是只能用于粒子数大约是几百到北京邮电大学硕士毕业论文几千的系统。这就引起一个问题：用这样少量的粒子，如何来模拟宏观体系？为了解决这个问题，引入了周期性边界条件ｐ川。采用这种方法，模拟体系实际上是由基本单元（也称为模拟计算元胞）在各个方向上重复叠合而成。但在模拟中只需保留基本单元，所有其它单元与基本单元由平移对称性关联。在处理粒子之间的相互作用时，通常采用“最小影像”约定。这个约定是在由无穷重复的ＭＤ基本模拟计算元胞中，一个粒子只与它所在的基本元胞内的另外Ｎ一１个（设在此元胞内有Ｎ个粒子）中的每个粒子或其最邻近影像粒子发生相互作用。当然这样的结果可能不太准确，是需要修正的。３．２．７分子动力学进一步发展的方向分子动力学模拟是研究微观世界的有效手段，其势函数和数值算法对模拟的精度有较大影响。为了提高势函数的精确性，有人认为将基于局部密度泛函理论的从头计算分子动力学、量子化学分析、参数拟合和蒙特卡罗方法相结合有望成为研究势函数的最佳方法【２６｜。随着计算机性能的不断提高，摆脱了经验势函数的从头计算分子动力学的应用范围将会不断扩大，计算的精度也会不断提高。所以，从头计算分子动力学将会成为分子动力学模拟未来的主要发展方向。数值算法的高速和高效也是人们一直奋斗的目标。最近有人提出的多重时间宽度法【３４Ｊ由于有效地减少了计算时间而可能成为分子动力学方法中较有前途的数值积分算法。分子动力学方法与其它计算方法（如有限单元法、模拟淬火法、蒙特卡罗法等）的结合也将成为未来的发展方向之一。３．３关于薄膜外延生长技术薄膜科学己逐渐成为一门研究薄膜制备技术、生长机理、控制方法和物性分析的科学。薄膜材料的制备归根到底是一个表面动力学过程，它集中地表现为原子在表面上的扩散、粘接、成核、生长，以及原子岛之间的相互作用、兼并、失稳、退化等一系列的表面原子过程。这方面研究的重要性将表现在如下两个方面。①从基础研究的角度来看，薄膜制备的质量与生长初期沉积原子在亚单层的扩散及成岛的形状有关。因此，对形核机理的研究将涉及到吸附原子之间及其与基底原子之间的相互作用等诸多表面科学的基本问题。②从技术应用的角度来看，人造材料的力学、电学和磁学性质完全依赖于纳米微结构的界面理想程度。对各种制造工艺的控制和改进，极大地体现在对原子水平上薄膜生长中各种复杂原子北京邮电大学硕士毕业论文过程的了解。因此，在原子尺度上去研究这些物理现象，对理解生长过程、控制生长条件、提高多层膜制备质量、掌握纳米结构的形成和稳定性规律、验证其对薄膜物理和化学性质的影响从而改善薄膜和低维结构的制造工艺具有直接的重要意义。现代的外延生长技术为特殊的光电子器件的制造提供了制备新材料的现实可能性。尤其是异质外延生长能够形成自然界中没有的人工结构材料，人们可以通过对组份、厚度的控制来改变材料的物理性质，可以更好地实现材料能带的剪裁。对于晶格常数失配较大的异质材料的外延，应变的存在改变了材料的能带结构，解除了价带的简并，改变了有效带隙，从而使得异质结构的带隙呈现多种形态。薄膜生长过程直接影响到薄膜的结构以及它最终的性能。薄膜的生长过程大致可以分为两个阶段，即新相形核与薄膜生长阶段。薄膜形成的最初阶段，一些气态的原子和分子开始凝聚到衬底表面上，形成了均匀细小、而且可以运动的原子团，称为小岛。这些比临界核心尺寸小的小岛接受新的原子逐渐长大，而岛的数目则很快达到饱和。小岛像液珠一样通过相互合并而扩大，而空出的衬底表面上又形成新底岛。这一小岛形成与合并的过程不断进行，直到孤立的小岛之间相互连接成片，最后只留下一些孤立的孔洞，并逐渐被沉积的原子所填充。在薄膜生长过程中，沉积原子的形核和生长初期阶段的性质直接影响着将要形成的整个薄膜的质量。三种不同的薄膜生长模式如图３—１所示。匕当一芒当岛状生长层状／岛状生长图３—１三种不同的薄膜生长模式薄膜生长可被分为三种模式。（１）岛状生长模式：这一生长模式表明，被沉积物质的原子或分子更２４北京邮电大学硕士毕业论文倾向于自己相互键合起来，而避免与衬底原子键合，即被沉积物质与衬底之间的浸润性较差。（２）层状生长模式：当被沉积物质与衬底之间的浸润性较好时，被沉积物质的原子更倾向于与衬底原子键合。因此，薄膜从形核阶段开始即采用二维扩展模式。显然，只要在随后的过程中，沉积物原子间的键合倾向仍大于形成外表面的倾向，则薄膜生长将一直保持这种层状生长模式。（３）中间生长模式：在层状一岛状两者中间生长模式中，在最开始一两个原子层厚度的层状生长之后，生长模式转化为岛状模式。可以看出，薄膜生长的过程及生长模式以及最终形成的薄膜结构及其性质，在很大程度上取决于与沉积物原子之间的相互作用、沉积物原子与衬底原子之间的相互作用。因此，在原子、分子尺度上考虑薄膜生长的过程，对揭示薄膜生长的机理，指导制定薄膜生长的工艺，具有重要的意义。著名的Ｃ，Ⅳ。超硬薄膜，就是先用分子动力学模拟得到其超常的结构和性质，然后才‘设法合成出来的。超薄膜材料以其优越的物理性能和诱人的应用前景日益受到人们的重视。在研究超薄膜生长的过程中，计算机模拟有着重要的作用。借助计算机可以较方便地模拟出薄膜生长时的粒子沉积过程和薄膜的形貌，对不同制膜工艺条件下的成膜过程有一个清晰地认识，使制膜工艺建立在更可靠的科学基础上，尽快地探索出各种参数对成膜的影响。近年来，随着扫描隧道电子显微镜（ＳＴＭ，ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）、原子力显微镜等具有原子水平分辨能力的分析手段的出现，人们对薄膜生长的微观机制有了更为深入的认识和理解。然而，由于人们在实验上尚无法完全跟踪原子沉积和薄膜生长过程中的所有物理过程，所以基于半经验原子问相互作用势的计算机模拟仍然是研究表面原子静态和动态特性的重要手段。同时，原子水平上的实验研究为发展和完善计算机模拟模型提供了重要的实验依据。由于薄膜生长是一个随机的动力学过程，因此ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ（ＭＣ）法很自然地被用于研究这一过程。ＤＬＡ（ｄｉｆ．ｆｕｓｉｏｎ—ｌｉｍｉｔｅｄａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）模型是较早的薄膜生长模型，但这种模型没有考虑薄膜的实际生长条件。Ｂｒｕｓｃｈｉ等人［３５］提出的模型中首次考虑了粒子的沉积、扩散和蒸发三个过程，但该模型利用Ｖｏｔｅｒ的理论计算粒子间的相互作用能，不能完整地反映吸附原子与周围原子之间的相互作用。Ａｄ锄ｓ等ｐ６Ｊ所给出的原子离开边界时互作用势的最大值可能存在的位置就与Ｂｒｕｓｃｈｉ等的假设不同。同时，Ｂｒｕｓｃｈｉ等认为二体间势能的最低点是次近邻，根据他们的近似曲线，最近邻处的势能将为无穷大。王晓平等人利用ＭＣ方法研究了多中心膜的生长，他们通过扩散步长来控制粒子表面运动。刘祖黎等和Ｗｅｉ北京邮电大学硕士毕业论文等采用了ＭＣ方法比较详细地研究了衬底温度和沉积粒子入射能量对薄膜生长的影响。魏合林等人考虑了粒子的沉积、吸附扩散和蒸发三个过程，并对不同衬底温度对薄膜生长的影响进行了研究，但他们没有研究Ｍｏｒｓｅ势中粒子间相互作用范围口值的变化对薄膜生长的影响。杨宁等人研究了不同口值和不同粒子数对薄膜形貌的影响，但他们的模型中没有考虑粒子的蒸发过程。３．４蒙特卡罗简介３．４．１蒙特卡罗概念蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）法不同于其他的确定性数值方法，它是用来解决数学和物理问题的非确定性的（概率统计的或随机的）数值方法。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法（ＭＣＭ），也称为统计试验方法，是理论物理学两大主要学科的合并：即随机过程的概率统计理论（用于处理布朗运动或随机游动实验）和位势理论，主要是研究均匀介质的稳定状态【３７ｌ。它是用一系列随机数来近似解决问题的一种方法，是通过寻找一个概率统计的相似体并用实验取样过程来获得该相似体的近似解的处理数学问题的一种手段。运用该近似方法所获得的问题的解ｉｎｓｐｉｒｉｔ更接近于物理实验结果，而不是经典数值计算结果。普遍认为我们当前所应用的ＭＣ技术，其发展约可追溯至１９４４年，尽管在早些时候仍有许多未解决的实例。ＭＣＭ的发展归功于核武器早期工作期间ＬｏｓＡｌａｍｏｓ（美国国家实验室中子散射研究中心）的一批科学家。ＬｏｓＡｌａｍｏｓ小组的基础工作刺激了一次巨大的学科文化的迸发，并鼓励了ＭＣＭ在各种问题中的应用。“ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ”的名称取自于Ｍｏｎａｃｏ（摩纳哥）内以赌博娱乐而闻名的一座城市。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法的应用有两种途径：仿真和取样。仿真是指提供实际随机现象的数学上的模仿的方法。一个典型的例子就是对中子进入反应堆屏障的运动进行仿真，用随机游动来模仿中子的锯齿形路径。取样是指通过研究少量的随机的子集来演绎大量元素的特性的方法。例如，厂（ｘ）在日＜ｘ＜６上的平均值可以通过间歇性随机选取的有限个数的点的平均值来进行估计。这就是数值积分的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法。ＭＣＭ已被成功地用于求解微分方程和积分方程，求解本征值，矩阵转置，以及尤其用于计算多重积分。任何本质上属随机组员的过程或系统的仿真都需要一种产生或获得随机数的方法。这种仿真的例子在中子随机碰撞，数值统计，队列模型，战略游戏，以及其它竞赛活动中都会出现。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ计算方法需要有可得的、服从特定概北京邮电人学硕十毕业论文率分布的、随机选取的数值序列。３．４．２随机数和随机变量的产生产生随机数的方法很多。其中较为普遍应用的产生随机数的方法是选取一个函数ｇ（ｘ），使其将整数变换为随机数。以某种方法选取‰，并按照‰＋，＝ｇ（坼）产生下一个随机数。最一般的方程ｇ（ｘ）具有如下形式：ｇ（ｘ）＝（锨＋ｃ）ｍｏｄ，竹其中‰＝初始值或种子（而＞０）口＝乘法器（口≥０）ｃ＝增值（ｃ≥Ｏ）朋＝模数对于ｆ数位的二进制整数，其模数通常为２‘。例如，对于３ｌ位的计算机ｍ即可取２３卜１。这里嘞，以和ｃ都是整数，且具有相同的取值范围所＞乜，聊＞ｃ，历＞‰。所需的随机数序扛。｝便可由下式得ｘ¨ｌ＝（锨。＋ｃ）ｍｏｄ肌该序列称为线性同余序列。例如，若ｘ．＝臼＝ｃ＝７且聊＝１０，则该序列为７，６，９，０，７，６，９，０…………可以证明，同余序列总会进入一个循环套；也就是说，最终总会出现一个无休止重复的数字的循环。上面式中序列周期长度为４。当然，一个有用的序列必是具有相对较长周期的序列。许多作者都用术语乘同余法和混合同余法分别指代ｃ＝０和ｃ≠Ｏ时的线性同余法。这里我们首先关心在区间（０，１）内服从均匀分布的随机数的产生。均匀分布是用的比较多的一种分布，也是这次仿真所需要的。用字符Ｕ来表示这些数字，那么，根据上面我们可以得到：Ｕ：玉旦耽这样ｕ仅在数组｛ｏ，１／朋，２／ｍ，．．…，（聊一１）／以｝中取值。（对于区间（ｏ，１）内的随机数，一种快速检测其随机性的方法是看其均值是否为０．５。）产生区间（口，６）内均匀分布的随机数Ｘ，可用下式Ｘ＝臼＋（６一臼）Ｕ用计算机编码产生的随机数并不是完全随机的；事实上，给定序列种子，序列的所有数字Ｕ都是完全可预测的。一些作者为强调这一点，将这种计算机产生的序列称为伪随机数。但如果适当选取ａ，ｃ和垅，序列Ｕ的随机性便足以通过北京邮电大学硕士毕业论文一系列的统计检测。它们相对于真随机数具有可快速产生、需要时可再生的优点，尤其对于程序调试。当然，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ还可以产生服从给定概率分布Ｆ（ｘ）的随机变量，还可计算数值积分等等，在这里就不再一一列举。３．５物理模型和模拟方法薄膜成核长大的过程相当复杂，它包括一系列热力学和动力学过程，其中的具体过程有：原子沉积到衬底、从衬底再蒸发、在衬底、晶核上表面扩散和界面处互相扩散、成核（包括形成各种不同大小、数量不断增多的亚稳定晶核、临界晶核和稳定晶核）、长大等过程。薄膜生长涉及气相原子的沉积动力学过程和表面原子的生长运动学过程两类性质不同的物理过程。气相原子的沉积动力学过程一般发生在１０一２ｓ范围，是一种瞬时过程。表面原子的生长运动学过程则发生在１０～——１０＿３ｓ的范围，主要是表面原子和缺陷的扩散过程，涉及到表面原子和缺陷的复合、表面原子的迁移、凝聚和形核。在模拟薄膜生长时，区分这两类性质不同的物理过程是非常重要的。在已有的计算机模拟薄膜生长的研究报道中，主要采用了三类算法：（１）指定事件的动态ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ（ＫＭＣ）【３８】’【４ｌ】。这种方法指定几类可能会发生的事件，但不允许其他类型的事件发生，其缺点是有可能忽略某些重要类型的事件；（２）键一计数ＫＭＣ［４２】一【４８】。一般由迁移原子初始位置与最终位置各自具有的最近邻的数目来确定迁移激活能，有的还考虑了原子迁移时，不同取向的最近邻原子的贡献不同。其缺点是没有考虑到迁移过程中的中间状态，而且常常把不稳定的目标位对应的迁移不列入事件列表中，这实际是忽略了一个事件中当目标位不稳定时原子进一步迁移的可能。（３）全表法ＫＭＣ【４９】。在这种方法中建立了一个大表，包括各种可能发生的事件，以及每个事件对应的激活能，其缺点是建立该表非常困难，而且这种方法的通用性不强。近年来应用最多的是键一计数ＫＭＣ。该方法的关键是要准确计算激活能。当然，这种方法也有不足之处，就是只考虑了初始位置的最近邻数或者目标位置的最近邻数与初始位置的最近邻数之差，没有考虑到迁移过程中的中间状态，而且大多是二维模型。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法以抽样理论和随机数产生为基础，是一种随机性方法。该北京邮电大！学硕士毕业论文方法中首先要考虑到粒子可能进行的所有运动，并且要给每个运动指定相应的概率，它们的和为ｌ，然后用随机抽样的办法，即抽取随机数来确定粒子所进行的运动。在ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法中，不考虑粒子的运动过程，不求解粒子的运动方程，一般只考虑粒子在一次迁移中始态和终态的能量，来确定其进行这次运动的概率，计算量比较小，且衬底上粒子的扩散受到许多因素的影响，本身具有一定的随机性。本模型考虑了粒子在衬底上的吸附及其在衬底上扩散、迁移并成核的过程。衬底为用周期性边界条件建立的一个２０×２０的二维方格点阵。衬底上沉积粒子数最多可为４００个。薄膜生长过程中，考虑以下几个过程：１）气相粒子沉积到衬底表面并被吸附变成吸附粒子。由于衬底点阵粒子势能的极小值应当位于阵点的正上方，所以落下的粒子只能位于阵点所在的坐标交点处，这样粒子只能按衬底的晶格结构外延生长为二维结构的超薄膜。２）吸附粒子在衬底表面上扩散，在扩散过程中与其他吸附粒子结合形核或凝聚。若该粒子周围某个格点被占据，粒子就不能扩散到这一格点上；若该粒子扩散到已形成的岛上，其只能沿岛的边缘迁移。３）吸附粒子的蒸发。吸附粒子在衬底表面的扩散过程中，由于衬底表面粒子的振动或其他原因获得足够大的能量时，可能蒸发回到气相中。在这里，我们设置了一个扩散步长，如果粒子在衬底上移动的步数大于扩散步长，但是仍未稳定时，则认为该粒子将被蒸发。在模型中，每次循环有一个粒子随机落到衬底上，若粒子落到第二层上，则根据下落的位置，按一定的概率扩散到衬底上。粒子落在衬底上的位置为点阵常数的整数倍，粒子扩散的步长为点阵常数，粒子之间的相互作用采用Ｍｏｒｓｅ势描述。公式如下：ｙ（０）＝Ｄ｛ｅｘｐ［一２仪（Ｉｊ／％一１）］一２ｅｘｐ［一口（％／％一１）］）１．：ｌ‘．马０．：甚ｏ．ｌｌＩ鲁一ｏ．》．ＯⅦ一０．；一１’嗵Ｉ．沙一∞Ｒ／Ｒ随ｎ图３—２Ｍｏｒｓｅ势势能曲线北京邮电大学硕士毕业论文式中ｒ。为ｉ，ｊ粒子之间的距离；‰为势能最低点间的距离；Ｄ为相互作用的强度，可由参数ＥⅣ，Ｅ詹表示（前者为成膜粒子问的结合能，后者为成膜粒子与衬底粒子间的结合能）；倪为相互作用的范围，不同的口值对应于不同的截止距离Ｒ，口为６，３，２时，Ｒ分别取２％，３厂ｏ，４‰。计算势能时截止距离Ｒ以内的粒子都被予以考虑。每次一个粒子随机落到衬底上，由上面的公式计算出该点处粒子的势能，粒子每行走一步，将在其周围的四个最近邻位置中，选择可以使能量处于更低的位置进行扩散。若无这样的点，则根据玻尔兹曼Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ因子ｐ。判断是否扩散，即ｎ—ｎ一厶Ｈ｜ｋＢ１式中△Ｈ为系统能量的改变量；七。为Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ常数；Ｔ为系统温度。因此当新位置的能量高于原来位置的能量时，新位置有一定的概率被接受。这样处理可以保证当系统处于一个局部范围内的能量最低点时，系统有可能离开该极小值点，到达整个系统能量的最小值处；否则系统将陷于该极小值点处，无法使系统的自由能达到最小。本程序正是根据上述模型编写的，实时模拟了薄膜外延的二维生长。程序的流程图如下：３０北京邮电火学硕十毕业论文图３—３薄膜外延生长仿真程序流程图根据上述模型及算法，按照如图所示的流程图编写了程序。本程序采用Ｃ＋＋／ＶＣ＋＋编写，具体的源程序清单请详见附录。３．６结果与讨论本程序模拟了在方格点阵衬底上薄膜的沉积过程，系统温度Ｔ和相互作用强北京邮电大学硕士毕业论文度Ｄ以及作用范围甜和距离％均可以指定。为了模拟的方便以及以后更改的简便，Ｄ、优和‰均指定为１。系统温度Ｔ＝９００Ｋ。这些可以根据仿真的需要进行更改。表面格点数为ｒ＝２０×２０。当然，这个数字取得越大，结果也越精确，但是受到计算机性能的限制，为了便于取得结果，我们这个值不能取得太大。落下的粒子数也是可变的。利用这个程序，研究了在二维生长情况下，随着沉积粒子数Ｎ的增加，不同团尺寸的生长情况。虽然粒子数设得不算太多，但从图３—４中仍然可以看出，在生长初期，全部是小尺寸的粒子团；其中２个粒子组成的团所占比重最大，其余各尺寸团的百分比分布依次下降。当落下的粒子数设的比较大时，形成一些尺寸较大的团。２粒子团所占比重有所下降，较大尺寸团所占比重增加；其分布有些近似为高斯分布。当粒子数继续增大时，大团的比重将会越来越大，而且当粒子数达到一定数量后，会出现几个异常大的团，这应该是由较大尺寸团的合并形成的。１２３｜：４５团的粒子数Ｎ＝３０１２３４５６７８团的粒子数Ｎ＝１２０图３—４在不同落下粒子数时，团的粒子数分布粒子沉积时其初始动能不同，粒子行走的距离也不同，当粒子行走步长以衬底的点阵常数为单位时，粒子可行走的最大步数就代表了粒子初始动能的大小。粒子在衬底上行走的距离不仅与行走时的初始动能的大小有关，而且也与衬底温度有关，粒子在具有相同初始动能时（最大行走步数），其行走步数的大小也在一定程度上反映了温度的变化，故粒子行走步数是一个重要的参数。Ｍｉｃｈｅｌｖ，Ｒｏｄｅｒ和Ｂｒｕｎｅ的实验观察发现，在低温条件下（Ｔ＜＝２００Ｋ），岛薄膜的形状主要表现为分形生长；随着衬底温度的升高（２００Ｋ＜Ｔ＜４００Ｋ），岛的北京邮电大学硕士毕业论文分形生长开始发生变化，岛的平均直径变小，分形臂变粗；温度比较高时，岛不再是分形生长，而发展成凝聚生长。在模拟时，基本可以看到模拟的结果与实验的结果近似，但是可能由于仿真粒子数设的比较小，所以变化不是十分明显。在仿真数量比较大时，还可以研究粒子间相互作用范围口和允许粒子行走的最大步数对薄膜生长形貌的影响。有结果表明：在不同的口值下，随粒子行走步数的增加，薄膜的生长经历了从分散、分形、混合到团聚的过程；其中口＝６时，基本观察不到粒子的分散生长过程；优值越小且粒子行走步数越小的情况下，薄膜越易趋向于分散生长。ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法尽管不能给出所有粒子的运动轨迹，但由于方法简单，运算量小，可以计算比较大的粒子系统，因而在实际中也有其重要的意义。需要特别注意的是，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法计算结果的真实程度严重依赖于计算过程中所选取的随机数，如果没有选择合适的随机数，可能得到错误的结果，这一点在实际计算中必须引起高度重视。３．７本章小结本章主要介绍了分子运动论和薄膜外延生长的原理，并且进行了理论分析，在此基础上，提出了薄膜外延生长的二维模型，并用ＭＣ方法对超薄膜外延生长过程进行了计算机模拟，在模型中，引入Ｍｏｒｓｅ势描述粒子间的相互作用，考虑了粒子的沉积、吸附粒子的扩散和蒸发三个过程，并模拟了不同衬底温度时薄膜的生长情况。而且对模拟中使用的蒙特卡罗（ＭＣ）方法进行了简要的介绍。最后，从模拟的结果得出了沉积粒子数与外延生长表面形貌的关系，而且研究了各个参数值的变化对外延生长的影响。北京邮电大学硕士毕业论文第四章半导体晶片键合技术的实验研究４．１晶片键合中夹具的设计键合是指在不需要任何粘合剂的条件下，将任何表面镜面光滑，平整，洁净的晶片对放在一起，它们可以通过ＶａｎｄｅｒＷａａｌｓ力或以其它成键方式粘合在一起。晶片键合也被称为直接键合（ｄｉｒｅｃｔｗａｆｅｒｂｏｎｄｉｎｇ），熔合（ｆｕｓｉｎｇｂｏｎｄｉｎｇ）。由于ＩｎＰ和ＧａＡｓ之间预键合后，键合能还很低，所以需要用夹具将对准好晶向的两个晶片夹在一起，另一方面也使两个键合界面之间发生弹性或塑性形变，接触更加紧密，增加了键合的可能，降低了对表面平整度的要求。所以夹具是晶片键合在热处理过程中必不可少的工具，夹具特性的好坏对晶片键合的质量有着直接的影响。晶片键合技术的优势在于：晶格失配产生的位错缺陷仅局限于键合界面区，不会迁移至器件有源区影响器件的性能，不同材料之间的晶格失配问题得以很好的解决，位错密度大大减少。键合界面原子级的结合使器件具有良好的电学光学特性，还可以提供足够的键合强度，使键合材料象单一的晶体材料一样进行解理和切磨抛光等机械加工。这次我们制作的夹具选用的材料是金属钼，钼是难熔金属元素之一，钼的熔点高达２６５０℃，在元素周期表中为ＶＩＢ族元素，原子序数４２，原子量９５．９４。这么高的熔点正是我们所需要的，因为在键合退火阶段，虽然已经尽量降低了温度，但是仍然是相当高的，如果夹具的熔点不够高的话，将有可能出现变形、熔化等，严重影响晶片键合的质量。在钢种加入钼添加剂后，能细化晶粒、提高再结晶温度、显著的改善了钢的淬透性、韧性、高温强度和蠕变性能，因此钼便成为耐热、耐磨、抗蚀的各种结构钢的重要组分。夹具的设计对键合质量有重要的影响，夹具的设计主要要考虑到：（１）压力的大小；（２）压力的均匀性；（３）压力大小的定量与可重复性。对ＩｎＰ和ＧａＡｓ的键合来说，夹具应该能提供的压力在０．１ＭＰａ～２０ＭＰａ之间即可。一般大致有三种加压方式：砝码加压；热膨胀加压；和螺栓加压。砝码加压这种方法的优点是容易控制，定量方便，但不容易达到较高的压力。热膨胀加压的方法，首先由Ｚ．Ｌ．Ｌｉａｕ【５０】等人提出，后经ＹＨ．Ｌｏ［５１】等人改进，并报道在６５００Ｃ下可以实现很高质量的化合物半导体的键合。其原理是利用制作３４北京邮电人！学硕士毕业论文夹具的材料之间热膨胀系数的不同而产生的热致压力来为键合提供所需的压力，如图４—１所示的夹具，就是属于这一类型。它以一个中空的石英体作为承载体，在中间安装两个用铝制成的卡盘，将要键合的晶片放在卡盘之间，用Ｓｉ片来填充调整两卡盘之间的空间。因为铝的热膨胀系数比石英的大，所以随着温度的升高，晶片将被卡盘紧压在一起，使用铝这种相对较软的金属，也避免了热致压力过大，压坏晶体的危险。图４—１热膨胀夹具的原理图利用螺杆加压的夹具如图４—２所示，它的承载体用不锈钢制成，在中心键合处配置一个用石墨制成的底座和半球形的上压块，要键合的晶片用两个２～３ｍｍ的Ｓｉ片上下夹住，放置在两个石墨块中间，压力由最上方的弹性板通过半球形的石墨块提供。之所以加上两个Ｓｉ片，是因为硅的导热性比石墨好，便于对晶片表面均匀加热。图４—２螺栓加压夹具原理图Ｉ北京邮电大学硕士毕业论文一一图４—２螺栓加压夹具原理图ＩＩ对夹具来说，最重要的就是要能够对晶片表面各处施加均匀的压力，把上压块做成半球形，正是为了避免晶片受压力不均的情况（如图４—２ＩＩ（ｂ）所示）的情况，另外弹性平板若不能保持与晶片平行，也会使晶片表面受力不均（如图４．２ＩＩ（ｃ）所示），这些将严重影响晶片键合质量。加入半球后，可以消除平行板的倾斜和弯曲带来的压力不均匀。我们制作的实验夹具在高温下不易与晶片发生反应，夹具的各个部分均使用同种材料，消除了许多因为材料膨胀系数不同而导致的夹具的问题。所设计的键合夹具零件图片如图４—３所示。图４—３键合夹具零件图片３６北京邮电大学硕士毕业论文４．２晶片键合的实验研究４．２．１晶片表面的清洁与处理我们这次要键合的是ＧａＡｓ滤波器与ＩｎＰ基。在键合之前首先要做的就是进行晶片表丽的清洁与处理。晶片表面最主要的污染之一是有机分子。这些有机分子来自晶片的夹取移动过程、光刻过程以及玻璃器皿的污染中，甚至有可能来自空气中的漂浮物。在中等倍数的显微镜下，我们可以观察到好像光刻胶遗留物一样的颜色斑斓的有机分子污染物如图４．４Ｉ：５２１所示。如果想获得良好的键合效果，必须将这些污染物清除。因为有机分子容易遮盖晶片的氧化层和与其相关的颗粒污染，使去除氧化物及其上附着的颗粒的过程很难进行。清除这些污染物的第一步是要清洁玻璃器皿、镊子和夹具，确保阻断这种污染物的最主要的来源。清洗玻璃器皿和镊子的过程与清洁晶片表面的过程类似。首先要在乙醇里超声一段时削，然后倒掉乙醇，用水冲洗，然后再次用乙醇煮。然后还要用丙酮再次重复同样的：ｒ作。最后再次用乙醇煮沸，用于清除残尉丙酮，随后再次用水清洗。在清洁溶剂中清洁后，晶片在氮气环境中被迅速吹干。之所以用乙醇和丙醇，正是因为它们的易挥发性，可以迅速将表面的污染物带走，如果溶剂挥发的很慢，那么所有的污染物将又沉积回晶片表面，失去了清洁表面的功效。图４—４晶片表面有机分子造成的彩色斑斓在清除掉这种大面积的有机分子之后，要去除的污染是上一步清洁遗留下的不可见的碳氢化合物，碳氢化合物会阻』Ｅ界面的键合的进行。可以用粗略的方法去除。还可以用强氧化剂溶液先氧化后，再连同表面的氧化物～同去除。另外一种更好的办法是用氧离子轰击来氧化这些遗留物，例如３００ｍＴ大气压下持续１０分钟的功率为１００瓦特的离子束的氧化。北京邮电大学硕士毕业论文４．２．２晶片的键合与腐蚀因为表面洁净度和平整度对键合的质量的影响很大，所以找到合适的表面氧化溶液和去除氧化层的表面腐蚀溶液，有利于降低键合对高温的要求，提高键合的质量。腐蚀溶液的成分、配比，以及腐蚀时间、腐蚀温度的变化，都会使表面的洁净度、平整度产生变化。腐蚀溶液的成分，一般由氧化剂、清除氧化层的试剂和水构成，作用于晶片表面的过程如下：先由氧化剂将晶片表面氧化，然后去氧化层的成分将氧化层腐蚀掉，得到干净的晶片表面，然后可以再选择是否进行表面亲水或疏水处理。腐蚀的时间对表面平整度的影响通常是时间越长，平整度越差，但较长的腐蚀时间有助于去除表面的杂质、颗粒，获得更清洁的表面。所以要在表面平整度和表面清洁度之间找到腐蚀时间的平衡点，通过实验来得到最优的腐蚀时间。腐蚀温度对表面也有一定的影响，通常情况下，温度每升高１０℃，腐蚀速率将增加一倍。在做好了键合前的准备工作后，随后要使用夹具将晶片键合。键合的时候要注意的问题是，要将晶片在溶液中对齐键合，不能将单个片子露出溶液外。剩下的工作是退火的过程。退火的过程对晶片最后得到的键合能，以及界面的应力、位错分布和物质扩散都有很大的影响，从而影响界面的电学、光学特性。一般的高温键合退火过程如下：先在键合炉内通入Ｎ２或Ｈ２约十分钟。然后，在通气的状态下（为使受热更均匀），用时１８分钟，将键合温度迅速提高到６３０℃。保持６３０℃３０分钟，最后用时３个小时将温度降到室温。之所以用如此高的温度，是因为ＩｎＰ和ＧａＡｓ经表面处理，预键合后的键合能很低，使界面不能紧密接触，界面间很难形成一ＯＨ和一０Ｈ之间的桥键（亲水处理后）或一Ｈ和一Ｈｆ—Ｆ１之间的桥键（疏水处理后），高温有助于成键。进一步的脱水反应或脱氢的反应，也需要高温才＋能增加氢和水以及氧的扩散速度。最终在界面之间形成较高的键合能，也需要高温，如在疏水性键合过程中，高温可以促进界面化学键的形成，使晶片间达到晶体级的键合质量和结合能。ＩｎＰ和ＧａＡｓ的键合较Ｓｉ和Ｓｉ的键合容易，还因为高温下Ｐ很容易蒸发，使Ｉｎ的移动性增强，降低了键合对表面平整度的要求，增强了键合的效果。然而，高温也会给键合的晶体质量和界面质量带来很多负面的影响。由于ＩｎＰ和ＧａＡｓ的热膨胀系数不同，致使退火过程中和退火后，导致位错的产生，并且随着温度的升高，在同样的热应力下，产生位错的可能也将随之增加。位错密度的增加，将严重影响键合晶体的电学和光学特性。另外，高温和很多器件的北京邮电大学硕士毕业论文制作工艺过程不兼容，相互冲突，如高温对电极的破坏。根据国外其他研究小组的实验探索，如Ｎ．ＹＪｉｎ－Ｐｈｉｌｉｐｐ等【５３Ｊ认为在５５０℃退火就足以实现ＧａＡｓ、ＩｎＰ的键合。所以我们选择了４００℃退火。通氮气，３．５个小时后关电源。再过一段时间切断氮气。最后用自然冷却将温度降到室温。在完成上述过程，ｆ舌，将晶片取出。放到腐蚀溶液中进行腐蚀。最后再次清洗。键合后结构图如图４．５，电子显微的图片如图４—６所示：ＩｎＰ基外蔓堕崖ＧａＡｓ糕滤波器ＧａＡｓ｛－ｆ底图４—５键合后结构图图４—６ＧａＡｓ，１１１Ｐ键合后的电子显微图４．２．３键台质量测试将片子取出，我们测了所键合晶片的透射谱。我们把晶片放到玻璃载片上北京邮电大学硕士毕业论文使用长波长的光（１４６０ｎｍ以上）对样品做了扫描测试。图４—７分别是对ＧａＡｓ滤波器和键合了ＩｎＰ基的ＧａＡｓ滤波器的透射谱的扫描图。ＧａＡｓ滤波器透射谱ｔ。’’一’一一一Ｔ…’一一一一ｒ‘。。’。’’’Ｔ１’一ｔ一一一一＿≯●＿＿鼯ｔ‘‘’’一一一一Ｔ’一一一。‘‘。Ｔ’’’’’一一’＂。一‘。１’一●ｌ■蔓二土●…一一＿一一一ｊ一··一＿·‘一÷一一一一一一一‘ｊ’··＿－一＾一一｛Ｉ－·－·＿＿一｝一一＿一＿一一ｆ｛‘····－一——功率（“Ｗ）…一－－一．一；一一一－一一一一；．－一一一－一一；一一一一．．·一…一一一一一．１．．．．一．．一ｌ一一一一一一．．１．一．一一！一…一一一一一．Ｌ．．．．一．．一Ｌ一一一一一一．．Ｌ．一．一一Ｌ—一一一一一．；．．，，ｆ２．一．；一一一．．．．—．／；、＼一一：．／一．｝光波长（ｎｍ）４０北京邮电大学硕士毕业论文已键台样品的透射谱ｎｊ＼＼㈠功率ｆｉｆ＼、一；（￡ｆＷ）ｉｆ｛Ｉ＿ｉ／ｆｊｌｆｆ、。４…／光波长（ｎｍ）图４—７键合晶片的透射谱在测完透射谱后，我们将晶片切丌，使用电子显微镜对样品进行了观察，分析了键合的质量。图４—８ＧａＡｓ，ＩｎＰ键合后的截面图在图４—８中，我们可以清晰地看到衬底上的ＤＢＲ，这是用来作为滤波腔的。’４北京邮电大学硕士毕业论文对电学特性的测量，主要是通过测量经过键合界面的Ｉ—Ｖ曲线，测出界面的电阻等参数。先将键合后的晶片腐蚀出如图４．９所示的台面，然后在台面和衬底上镀上电极，加电压测电流电压曲线。通常的结论是亲水键合由于有氧化层的存在，电阻很大，而疏水键合和利用ＮＨ４＋的亲水键合都有很好的电学特性。５０蜡椭●卜＿—＿＿—卜的哪：：＿ｍＰ。≤≯ｉｔ．：曩≯：繁一？。豢壤籀囊漆；箍疆鲰鼹｝ａ酶。≥Ｉ’Ｉ’ｐ、ｉ羹＜＼：７．…，．、州”；训夏’“ｊ蔗蕊：ｘ汪聂磊ｉ＃。，鼍、￡？，ｊ、，ｏ’Ｉ．”‘Ｉ图４—９晶片腐蚀台面图对光学特性的测量，一般采用测量光致发光的强度的方法。如图４．１０所示，泵浦光从ＧａＡｓ衬底射入，通过键合界面入射到ＩｎＰ和ＩｎＧａＡｓＰ组成的双异质结构的有源层，致使有源层发光，测量其强度便可得到键合界面光学级的键合质量的好坏。ＩｎＧａＡＳｐ图４—１Ｏ光学特性测试示意图４．３本章小结本章介绍了我们自行设计和建立的晶片键合夹具，并对晶片键合进行了实验研究和工艺探索，最后对键合质量进行了研究。实验说明，我们得到的低温晶片键合的性能与所预想的相差无几。当然，要想得出更精确和全面的结论，我们还可以从键合界面的很多方面对晶片键合的质量进行检测。我们还要不断探索，以继续提高键合质量。北京邮电人学硕十毕业论文参考文献［１］杨祥林，《光纤通信系统》，国防工业出版社，２００１，１。［２］任晓敏，国家重点基础研究发展（９７３）计划项目”新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”申请书，２００３．９。［３］余金中，《半导体光电子技术》，北京：化学工业出版社，２００３：９—１０。［４］Ｈ．Ｍ．ＭａｎａｓｅＶｉｔ，“Ｓｉｎｇｌｅ—ＣｒｙｓｔａｌＧａｌｌｉｕｍＡｒｓｅｎｉｄｅｏｎＩｎｓｕｌａｔｉｎｇＳｕｂｓｔｒａｔｅ’’［Ｊ】，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔ．，Ｖｂｌ．１２，ｎｏ．４，ｐｐ．１５６一１５９，１９６８。［５］杨树人，丁墨元，《外延生长技术》，国防工业出版社，１９９２。［６］Ｂ．Ｒ．Ｎａｇ，《ＰｈｙｓｉｃｓｏｆＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌＤｅｖｉｃｅｓ》，ＫｌｕｗｅｒＡｃａｄｅｍｉｃＰｕｂｌｉｓｈｅｓ，２０００。［７】王德，李学千。半导体激光器的最新进展及其应用现状。光学精密工程，２００ｌ，６：２８０—２８４。［８］Ｍ．Ｂｒｕｅｌ．“Ｓｉｌｉｃｏｎｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒｍａｔｅ“ａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ’’ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ１９９５Ｖ０１．４１ｎｏ．１４ｐｐ．１２０ｌ—１２０２。［９］Ｉ．一Ｈ．Ｔａｎ“Ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＰｄｂｏｎｄｉｎｇｏｆＩＩＩ．Ｖｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ’’ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓＶ０１．３１ｎｏ．７ｌ９９５ｐｐ．５８８。［１０］Ｄ．ＤａｗｓｏｎＨｉｓｔｏｒｙｏｆＴｒｉｂｏｌｏｇｙ［Ｍ］．ＬｏｎｇｍａｎＬｏｎｄｏｎｌ９７９。［１１］ＲａｙｌｅｉｇｈＬ．“Ａｓｔｕｄｙｏｆｇｌａｓｓｓｕｒｆａｃｅｉｎｏｐｔｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔ．’’Ｐｒｏｃ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ａ１５６１９３６ｐｐ．３２６。【１２】ＬａｓｋｙＪ．Ｂ．“ｗａｆｅｒｂｏｎｄｉｎｇｆｏｒｓｉｌｉｃｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．’’Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖ０１．４８ｌ９８６ｐｐ．７８～８０。［１３］ＳｈｉｍｂｏＭ．ＦｕｒｕｋａｗａＫ，ＦｕｋｕｄａＫ．ｅｔａ１．“Ｓｉｌｉｃｏｎ．ｔｏ—ｓｉｌｉｃｏｎｄｉｒｅｃｔｂｏｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖ０１．６０ｎｏ．８１９８６ｐｐ．２９８７～２９８９。［１４］ＨｉｌｄｅＨａｒｄｔｄｅｇｅｎ．ＭＯＶＰＥｇｅｔｓｇｒｅｅｎｓｉｇｎａｌ，ＩＩＩ．ＶｓＲｅｖｉｅｗ，１９９８，５：３４—３９。［１５］孙再吉。超薄层材料生长技术。半导体情报，１９９８，３５（１）：１３．１４。［１６］谢孟贤，刘诺。化合物半导体材料与器件。四川：电子科技大学出版社，２０００：１６５．１６６。［１７］ＳａｒａｈＦａｉｒｗｅａｔｈｅｒ．ＡＩＸＴＲＯＮｆｏｃｕｓｅｓｏｎＭＯＣＶＤｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＩＩＩ．ＶｓＲｅｖｉｅＷ，１９９８．３：１８—２２［１８］高欣，薄报学等。８０８ｎｍ准连续阵列半导体激光器。发光学报，１９９９，１２：３４２—３４５．４３北京邮电大！学硕士毕业论文［１９１崔守鑫，胡海泉，肖效光等。分子动力学模拟基本原理和主要技术。聊城大学学报，Ｖ０１．１８Ｎｏ．１，Ｍａｒ．２００５。［２０］Ｂ．Ｊ．Ａｌｄｅｒ，Ｔ．Ｅ．ＷａｉｎＶ，ｒｉｇｈｔ．Ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｆｏｒａｈａｒｄｓｐｈｅｒｅｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１９５７，２７：１２０８～１２０９。［２１】Ａ．Ｗ．Ｌｅｅｓ，Ｓ．Ｆ．Ｅｄｗａｒｄｓ．ＴｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｔｕｄｙｏｆｔｒａｎｓｐｏＩｒｔｐｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒｅｘｔｒｅｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃ，１９７５，Ｃ５：ｌ９２１～１９２９。［２２］吴兴惠，项金钟。现代材料计算与设计教程［Ｍ】。北京：电子工业出版社，２００２。１２２—１７２。［２３］王惠，胡元中，邹鲲等。纳米摩擦学的分子动力学模拟研究【Ｊ］。中国科学，２００１，３１（３）：２６１—２６６。［２４］郏正明，杨根庆，程兆年等。Ｓｉ（００１）表面层及近表面层原子行为的分子动力学模拟研究［Ｊ］。物理学报，１９９４，４３（３）：６０９．６１５。［２５］张岱宇，刘福生，李西军等。多孔铁冲击温度的分子动力学模拟［Ｊ］。高压物理学报，２００３，１７（１）：１６—２１。［２６］樊康旗，贾建援。经典分子动力学模拟的主要技术。微纳电子技术，２００５年第３期。［２７］温诗铸。纳米摩擦学［Ｍ】。北京：清华大学出版社，１９９８。６０一８０。［２８］ＭＡＴＳＵＩＭ，ＡＮＤＥＲＳＯＮＯＬ。Ｔｈｅｃａｓｅｆｏｒａｂｏｄｙ—ｃｅｎｔｅｒｅｄｃｕｂｉｃｐｈａｓｅ口ｆｏｒｉｒｏｎａｔｉｎｎｅｒｃｏｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＰｈｙｓＥａｎｈＰｌａｎｅｔＩｎｔｅｒ，１９９７，１０３：５５—６２。【２９］ＪＯＨＮＳＯＮＲＡ．ＷＩＬＳＯＮＷＤ，ＧＥＨＬＥＮＰＣ，ｅｔａ１．ＤｅｆｅｃｔＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｆｏｒＦｃｃａｎｄＢｃｃＭｅｔａｌｓ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：Ｐ１ｅｎｕｍ，ｌ９７１．３０１—３０５。【３０】ＤＡＷＭＳ，ＢＡＳＫＥＳＭＩ．ＥｍｂｅｄｄｅｄａｔｏｍｍｅｔｈｏｄｄｅｒｉＶａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｉｍｐｕ“ｔｉｅｓ，ｓｕｒｆａｃｅｓ，ａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｆｅｃｔｓｉｎｍｅｔａｌｓ［Ｊ｜．ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅＶｉｅｗＢ，１９８４．２９（１２）：８４８６—８４９５。【３１】ＳＴＩＬＬＩＮＧＥＲＦＨ，ＷＥＢＥＴＡ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｏｃａｌｏｒｄｅｒｉｎｃｏｎｄｅｎｓｅｄｐｈａｓｅｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅＶ，１９８５，Ｂ３１：５２６２—５２７１。［３２】ＭＡＺＯＲＭ，ＰＥＴＴＩＴＴＢＭ．Ｃｏｎｖｅ玛ｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｐｏｔｅ“ａｌｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ】．ＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，１９９１，（６）：１—４。［３３］Ｎ．Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ，Ａ．Ｗ．Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈ，Ｍ．Ｎ．Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈ，Ａ．Ｈ．Ｔｅｌｌｅｒ，Ｅ．Ｔｅｌｌｅｒ．Ｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｂｙｆａｓｔｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ】．Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１９５３．２１：１０８７～１０９２。［３４］ＡＮＤＥＲＳＯＮＨＣ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｔ’ｃｏｎｓｔａｎｔｐｒｅｓｓａｎｄ／ｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ【Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，１９８０，７２：２３８４—２３９３。［３５］ＢｒｕｓｃｈｉＰ，ＣａｇｎｏｎｉＰ，ＮａｎｎｉｎｉＡ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｄｅｐｅｎｄｅｎｔＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ：ｌ匕京邮电人学硕十毕业论文ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｎｍｅｔａｌｆｉｌｍｇｒｏｗｔｈａｎｄ５５：７９５５．７９６３。ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅＶＢ，１９９７，［３６］ＡｄａｍｓＪＢ，ＷａｎｇＺＹ，ＬｉＹ．ＭｏｄｅｌｉｎｇＣｕｔｈｉｎ６ｌｍＦｉｌｍｓ，２０００，３６５：２０ｌ一２１０。ｇｒｏ、Ｖｔｈ［Ｊ］．ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ［３７］Ｒ．ＨｅｒｓｃｈａｎｄＲ．Ｊ．Ｇｒｉｅｇｏ，“Ｂｒｏｗｎｉａｎｍｏｔｉｏｎａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｈｅｏｒｙ，”Ｓｃｉ．Ａｍｅｒ．，Ｍａｒ．１９６９，ｐｐ．６７—７４。［３８］［３９］［４０］［４１］ＡｄａｍｓＪＢ，ＷａｎｇＺＹ，ＬｉＹ－２０００ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ３６５２０１。ＧｌｍｅｒＧＨ，ＨｕａｎｇＣＨ，Ｃ１１ｒｉｓｔｏｐｈｅｒＲ．１９９８Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．１２３５４。ＧｌｍｅｒＧＨ，ＨｕａｎｇＣＨ，ＴｂｍａｓＤＲ．２０００ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓＢａｔｔａｉｌｒＣＣ，ＳｒｏｌｏＶｉｔｚＤＪ．１９９６Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８２６２９３。ＬＧ，ＣｌａｎｃｙＰ２００１ＳｕｒｆＳｃｉ．４７３２５。３６５１８９。［４２］Ｗａｎｇ［４３］【４４］ＢｒｕｓｃｈｉＰ，ＣａｇｎｏｎｉＰ，ＮａｎｎｉｎｉＡ．１９９７Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ５５７９５５。ＬａｎｄａｕＤＰ，ＰａｌＳ，ＳｈｉｍＳＹ１９９９Ｃｏｍｐ．Ｐｈｙｓ．Ｃｏｍｍ．１２１３４１。ＨＬ，ＬｉｕＺＬ，ＹａｏＫＬ２０００Ｖａｃｕｕｍ５６１８５。［４５］Ｗｅｉ［４６］［４７］［４８］［４９］［５０］ＮｕｍｉｎｅｎＬ，ＫｕｒｏｅｎＡ，ＫａｓｋｉＫ２０００Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ６３３５４０７。ＢｒｕｓｃｈｉＰ，ＮａｎｎｉｎｉＡ，ＰｉｔｔｏＭ２０００Ｃｏｍｐ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．１７２９９。ＢｒｕｓｃｈｉＰ，ＮａｎｎｉｎｉＡ，ＰｉｅｒｉＦ２０００Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ６３３４５４０６。ＢｉｈａｍＯ，ＦｕｒｍａｎＩ，ＫａｒｉｍｉＭ１９９８ＳｕｒｆＳｃｉ．４００２９。Ｚ．Ｌ．Ｌｉａｕ，Ｄ．Ｅ．Ｍｕｌｌ，“Ｗａｆｅｒｆｕｓｉｏｎ：ＡｎｏＶｅｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ。ｄｅＶｉｃｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９０，５６：：、ｊ７３７—７３９。碴［５１］Ｙ．Ｈ．Ｌｏ，Ｒ．Ｂｈａｔ，Ｄ．Ｍ．Ｈｗａｎｇ，ｅｔａｌ，“ＢｏｎｄｉｎｇｂｙＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ１．５¨ｍｗａＶｅＩｅｎ舀ｈｌａｓｅｒｓ１９９１．５８：１９６１—１９６３。ｏｎａｔｏｍｉｃｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆＧａＡｓｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，［５２］ＤｏｎａｔｏＰａｓｑｕａｒｉｅｌｌｏａｎｄＫｌａｓＨｊｏｒｔ“Ｐｌａｓｍａ—ＡｓｓｉｓｔｅｄｏｎＩｎＰ—ｔｏ—ＳｉＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＥ１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＷａｆｅｒＶｏＩ．８Ｂｏｎｄｉｎｇ”ｎｏ．１ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌＳｅｌｅｃｔｅｄＴｏｐｉｃｓｉｎＱｕａｎｔｕｍ２００２ｐｐ．１１８—１３１。“ＩｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｄｉｒｅｃｔｌｙｂｏｎｄｅｄＧａＡｓ２００１ｐｐ．１０１７—１０２４。［５３］Ｎ．Ｙ．Ｊｉｎ—Ｐｈｉｌｉｐｐ，Ｗ．Ｓｉ９１ｅ，ａｎｄＡ．ＢｌａｃｋａｎｄＩｎＰ”Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖ０１．８９ｎｏ．２４５北京邮电大学硕士毕业论文附录薄膜外延生长仿真源程序：ｊ！ｊ！ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｉｏｓｔｒｅａｍ．ｈ＞≠｝ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｍａｔｈ．ｈ＞≠≠ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｔｄｉｏ．ｈ＞≠｝ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｓｔｄｌ．ｂ．ｈ＞≠｝ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｔｉｍｅ．ｈ＞≠｝ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｆＳｔｒｅａｍ．ｈ＞／／流对象磁盘文件的操作拌ｄｅｎｎｅｋ８．６１７ｅ．５／／玻尔兹曼常数｝｝ｄｅ６ｎｅＴ９００／／设定系统温度≠｝ｄｅｎｎｅＤ１／／Ｍｏｒｓｅ势指定的值可修改｝｝ｄｅｎｎｅａｔｏｍＮｕ１５／／落下的原子个数／／定义程序所需要的函数ｉｎｔｒａｎｄｌ（）；／／定义产生随机数的函数ｆｌｏａｔｒａｎｄ２（）；ｉｎｔｒａｎｄ３（）；ｂｏｏｌｍｏＶｅ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；ｉｎｔｊｕｄｇｅＥｎｇ（ｉｎｔ＆，ｊｎｔ＆，ｉｎｔ［１０］［１０］，ｉｎｔ）；／／使用引用来返回位置ｂｏｏｌｒ．ｇｈｔａｔ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子右边是否有原子，以及边界的右边是否有原子ｂｏｏｌｌｅＲａｔ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子左边是否有原子，以及边界的左边是否有原子ｂｏｏｌｕｐａｔ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子上边是否有原子，以及边界的上边是否有原子ｂｏｏｌｂｏｔｔｏｍａｔ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子‘卜边是否有原子，以及边界的下边是否有原子ｂｏｏｌｒｉｕｐ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子右上是否有原子，以及边界的右上是否有原子ｂｏｏｌｒｉｄｏｗｎ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子右下是否有原子，以及边界的右下是否有原子ｂｏｏｌＩｅｕｐ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子左上是否有原子，以及边界的左上是否有原子ｂｏｏｌｌｅｄｏｗｎ（ｉｎｔ，ｉｎｔ，ｉｎｔ［１０］［１０］）；／／判断粒子左下是否有原子，以及边界的左下是否有原子ｃｏｎｓｔｃｈａｒｎｌｅｎａｍｅ【１０卜”ｈｗｒｅ．ｔｘｔ”；／／将来用来保存结果的文件名Ｖｏｌｄｍａｍ（）｛ｏｆＳｔｒｅａｍｆｏｕｔ：／／创建文件ｆｏＬＩｔｏｐｅｎ（“ｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ｏｕｔ）；㈨㈨㈣㈣㈣㈤｜ｌ｜ｌ｜｜“瓤醍艾斌以佼奄支侮℃落马ｉｎｔ味ｃｏｕｎｔ＝０，ｃｏｕｎｔ２＝０，ｃ；／／定义变量ｂｏｏｌｊｕｍｐ；／／定义函数ｉｎｔｘ［ａｔｏｍＮｕ］，ｙ［ａｔｏｍＮｕ］，ｄｉⅡ１０］［１０］＿｛０）；／／１０＋１０的区域（大小可变）ｆｏｒ（ｉ＿０；ｉ＜ａｔｏｍＮｕ；ｉ＋＋）／／产生随机位置ｌ０个点｛ｘ［ｊ］＝ｒａｎｄ１（）；ｙ［ｉ］＝ｒａｎｄｌ（）；ｗｈｉｌｅ（ｄｉⅡｘ［ｉ］］【ｙ［ｉ］］ｌ＿０）／／判断是否已经存在原子｛ｘ［ｉ］＝ｒａｎｄ１（）；ｙ［ｉ］＝ｒａｎｄ１（）；）ｄｉｆＩｘ［．］］［ｙ［．］］－１；／／表示有原子＾‘据４６＿－—●－——＿＿－————————●——－＿＿－———＿●—＿——＿＿———●－——－———＿＿＿－—＿－————————————————＿－—●－＿－＿－－－＿－————————－—●＿—＿——————————＿－＿－————＿＿－●—————＿＿－Ｉ－●●●＿－——————————＿＿－＿－＿－—－——一一ｃ０ＬＩｔ＜＜”ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｔｏｍｆｏｕｔ＜＜”ｔｈｅｏｒｉｇｊｎａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｔｏｍ北京邮电大学硕＋毕业论文＜＜ｅｎｄｌ；／／显示原子落。卜的最初位置＜＜ｅｎｄｌ：ｆＩｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜ａｔｏｌｌｌＮｕ；ｉ＋＋）｛ｃｏｕｔ＜＜ｘ［ｉ］＜＜ｆｏｕｔ＜＜ｘ［ｉ］＜＜’”＜＜ｙ［．］＜＜ｅｎｄｌ；／／显示所产生的随机位置”＜＜ｙ［ｉ］＜＜ｅｎｄｌ；ｃＯｕｔ＜＜ｅｎｄｌ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ．ｃｌｏｓｅ（）；／术丰丰丰木半木木半术半木木木半木术木木木木木木木木木半木木木木术木半水术木丰木木半丰术术丰半丰术木牛毕术木半木木木丰木半木木术木丰木木水半球枣木幸术木／ｄｏ｛ｆ’ｏｒ（ｊ＝０；ｊ＜ａｔｏｍＮｕ０＋＋）｛ｃＯｕｎｔ＝０：ｉｆ（ｄｉⅡｘ［ｊ］］［ｙ【ｊ］卜＝２）；／／已经停留的原子，数组值为２表示上次已经停留ｅＩｓｅ｛ｊｕｎｌｐ２ｍｏＶｅ（ｘ［ｊ］，ｙ［ｉ］，ｄｉｆ）；ｉｆａｕｍｐ）ｄｉｆ【ｘ［ｊ］］［ｙ［ｊ］］＿２；／／表示不再迁移，不迁移则将数组值设为２ｅｌｓｅ｛ｃｏｕｎｔ＿ｊｕｄｇｅＥｎｇ（ｘ［ｊ］，ｙ［ｉ］，ｄｉｆ，ｃｏｕｎｔ）；子的位置ｆ（ｃｏｕｎｔ＞０）／／调用ｊｕｄｇｅＥｎｇ函数，判断原、｝／／如果ｃｏｕｎｔ＞ｏ表明有原子在迁移，下面打印说明善ｆ．ｏｕｔ．ｏｐｅｎ（行ｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ａｐｐ）；ｃｏｕｔ＜＜”上面这是第”＜＜ｊ＋１＜＜”个原子在迁移中的位置。”＜＜ｅｎ矗ｌｆｏｕｔ＜＜”上面这是第”＜＜ｊ＋１＜＜”个原子在迁移中的位置。”＜＜ｅｎｄｌｆｏｕｔ．ｃｌｏｓｅ（）；｝｝｝｝／／改变循环条伺：｝ｗｈｉｌｅ（ｃｏｕｎｔｆ＿０＆＆ｃｏｕｎｔ２＜１０）；／／上次不再有原子进行迁移，扩散步长设为１０ｃｏｕｎｔ２＋＋；／木木半半木木木木水木木丰水半木半半丰丰水水木木木木半半丰木木木木丰木木术半丰木木木半木半半水半半木木半木半木水牛水木木木芈丰枣木木木水丰木木木木半半半半木丰ｗｈｉｌｅ（ｃｏｕｎｔ２＞９）｛／／如果大于扩散步长，则运行下面的程序ｆｏｕｔ．ｏｐｅｎ（ｎｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ａｐｐ）；／／打开文中ｌ：ｃｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｅｎｄｌ＜＜ｅｎｄｌ：ｃｏｕｔ＜＜”曾大于扩散步长：’’＜＜ｅｎｄｌ；ｆｏｕｔ＜＜”曾大于扩散步长：”＜＜ｅｎｄ１．ｃｏｕｎｔ２＝０；／／先打印提示语／／把计数器消零ｃａｎｃａｎｃｏｕｔ＜＜”ｒｅｌｏｃａｔｅｔｈｅａｔｏｍｓｗｈｉｃｈｆｂｕｔ＜＜’’ｒｅｌｏｃａｔｅｔｈｅａｔｏｍｓｗｈｉｃｈｎｏｔｎｏｔｎｎｄｔｈｅｉｒｐｏｓｉｔｉｏｎ：’’＜＜ｅｎｄｌ；／／打印提示语ｆｉｎｄｔｈｅｉｒｐｏｓｉｔｉｏｎ：”＜＜ｅｎｄｌ；４７北京邮电大学硕士毕业论文ｆｏｒ（ｉ－０；ｉ＜ａｔｏｍＮｕ；ｉ＋＋）｛ｉｆ（ｄｉｆＩｘ［ｉ］］［ｙ［ｉ］］－＝２）；／／判断是否大于扩散步长ｅｌｓｅ／／对大于扩散步长的点重新附值｛ｄｉｆＩｘ［Ｉ］］［ｙ［ｉ】］＿０；／／／／／／ｉｍｐｏｒｔａｎｔ原子一定要清０，以便重新判断ｘ［ｉ］＝ｒａｎｄ１（）；／／重新产生粒子的坐标ｙ［．］＝ｒａｎｄ１（）；ｗｈｉｌｅ（ｄｉⅡｘ［ｉ］］［ｙ［Ｉ］］｝Ｏ）／／判断原位是否有原子｛ｘ［ｉ】＝ｒａｎｄｌ（）；／／如果有，则重新产生ｙ［．］＝ｒａｎｄ１（）；）ｄｉｆ【ｘ［ｉ］］［ｙ［ｉ］】＿１；／／表示有原子占据））ｆｏｕｔ．ｃｌｏｓｅ（）；／／文件关闭ｆｏｒ（ｊ＝０；ｊ＜ａｔｏｍＮｕ；ｊ＋＋）｛ｃｏｕｎｔ＝０：ｉｆ（ｄｉｆＩｘ［ｊ］］［ｙ［ｊ］卜＝２）；／／已经停留的原子ｅｌｓｅ｛ｊｕｍｐ＝ｍｏｖｅ（ｘ［ｊ］，ｙ［ｊ］，ｄｉｆ）；／／调用函数，判断是否需要迁移ｉｆｏｕｍｐ）ｄｉⅡｘＤ］］［ｙ［ｊ】］＝２；／／表示不再迁移ｅｌｓｅ｛ｃｏｕｎｔ＿ｊｕｄｇｅＥｎｇ（ｘ［ｊ］，ｙ［ｊ］，ｄｉｅｃｏｕｎｔ）；／／判断迁移位置ｉｆ（ｃｏｕｎｔ＞０）｛ｆｂｕｔ．ｏｐｅｎ（行ｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ａｐｐ）；ｃｏＬＩｔ＜＜”上面这是第”＜＜ｉ＋１＜＜”个原子在迁移中的位置。＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜”上面这是第”＜＜ｊ＋１＜＜”个原子在迁移中的位置。＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ．ｃｌｏｓｅ（）；｝）））ｃＯｕｎｔ２＋＋：｝ｗｈｉｌｅ（ｃｏｕｎｔ！＝０＆＆ｃｏｕｎｔ２＜１０）；／／上次不再有原子进行迁移，扩散步长设为１０ｍ……ｍｍ…ｍＩ｝ｌ…ｍ…………㈨｜｜｛……ｍ…ｍｍ…ｍ…㈨ｌ｜ｆｏｕｔ．ｏｐｅｎ（６ｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ａｐｐ）；ｃｏｕｔ＜＜ｅｎｄ卜＜＜ｅｎｄｌ：ｃｏｕｔ＜＜”ｒｅｓｕｌｔ：”＜＜ｅｎｄｌ；／／／／／打印出结果ｆｏｕｔ＜＜ｅｎｄｋ＜ｅｎｄｌ：４８北京邮电大！学硕士毕业论文ｆｏｕｔ＜＜”ｒｅｓｕｌｔ：”＜＜ｅｎｄｌ；／／／／／打印出结果ｆｏｒ（ｃ＝０；ｃ＜ａｔｏｍＮｕ；ｃ＋＋）｛ｃｏｕｔ＜＜ｘ［ｃ］＜＜””＜＜ｙ［ｃ］＜＜ｅｎｄｌ；ｆｏｕｔ＜＜ｘ［ｃ］＜＜””＜＜ｙ［ｃ］＜＜ｅｎｄｌ；｝ｆｏｕｔ．ｃＩｏｓｅ（）；）／木木木半丰木木木木术术牢木术木半半木木半半半木丰木木术木术术丰木半木木木水半术术木木木术木木木木木木木木卓丰木术乖半木半半半半半木木水半术木牢宰木丰木／…㈨㈨…ｍ…ｍ………㈨㈦…………ｍ…Ⅲ………………ｌ｜…………㈨…Ⅲｍ…ｍ㈦……㈨㈦㈨㈨…㈨…ｍ…｜ｈ……㈨㈨主函数练慕㈨㈨㈣㈣｜ｌ｜ｌ｛㈨㈨ｌ｛｛｜ｌ㈣｝｝｜｝ｌ㈨㈣㈨…ｍ……ｍ……………ｍ…ｍ…ｍ㈦…ｍ…ｍ㈦…ｍｍ㈦…ｉｎｔｒａｎｄｌ（）／／产生０—９的随机整数｛ｉｎｔｎ：ｔｉｍｅ—ｔｔ；ｓｒａｎｄ（（ｕｎｓｉｇｎｅｄ）ｔｉｍｅ（＆ｔ））；ｎ＝ｒａｎｄ（）％１０；ｒｅｔＵｒｎｎ：｝ｉｎｔｒａｎｄ３（）∥产生０—３的随机整数，ｉｎｔｎ：ｔｉｍｅｔｔ：ｓｒａｎｄ（（ｕｎｓｉｇｎｅｄ）ｔｉｍｅ（＆ｔ））；ｎ＝ｒａｎｄ（）％４；ｒｅｔｕｒｎｎ：、ｆｌｏａｔｒａｎｄ２（）∥产生０—１的随机小数，精确到千位、ｉｎｔａ：ｆｌｏａｔｂ：ｔｉｌｌｌｅｔｔ：ｓｒａｎｄ（（ｕｎｓｉｇｎｅｄ）ｔｉｍｅ（＆ｔ））；ａ２ｒａｎｄ（）％１０００；ｂ＝（ｆｌｏａｔ）“１０００；ｒｅｔｕｒｎｂ：ｂ００１ｍｏｖｅ（ｉｎｔｍ，ｉｎｔｎ，ｉｎｔＩｏｃａ［１０］［１０］）／／先判断是否需要迁移｛ｉｆ（ｍ＝＝９＆＆ｎｌ＿０＆＆ｎＩ＿９）／／判断粒子周围是否有粒子｛ｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ·１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ·１］ｌ＿０）／／右左卜．ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］ｆ＿０）∥右左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ－１］！＝０＆＆Ｉｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１】ｆ－０）／／右一Ｆ上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ］［ｎ一１］ｆ＿０＆＆１０ｃａ［ｍ－１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］！＝０）／／一Ｆ左上ｒｅｔｕｒｎ１：４９北京邮电大学硕士毕业论文ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｍ＝＝０＆＆ｎ｝０＆＆ｎ譬９）｛ｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１】［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［９］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ－１］Ｉ＿Ｏ）／／右左一Ｆ．ｒｅｔｕｒｎ１：ｅＩｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ】！＝０＆＆ｌｏｃａ［９］［ｎ］！＝０＆＆Ｊｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］Ｉ＝０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ【ｍ＋１］［ｎ］！＝０＆＆１０ｃａ［ｍ］［ｎ－１］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１】ｆ＿Ｏ）／／右一Ｆ上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ】［ｎ．１］ｆ－Ｏ＆＆ｌｏｃａ【９］［ｎ］ｌ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］！＝０）／／一Ｆ．左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｎ＝＝９＆＆ｍ１＿０＆＆ｍｆ＿９）｛ｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ一１］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ一１］！＝０）／／右左一Ｆｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０】！＝０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］ｆ－Ｏ＆＆ｌｏｃａ【ｍ］【ｎ一１］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０］ｆ＿０）／／右～Ｆ上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ］［ｎ一１］ｌ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］｝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０】ｆ＿０）／／一Ｆ左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｎ＝＝０＆＆ｍ！＝０＆＆ｍＩ－９）｛ｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［９］！＝０）／／右左一Ｆ．ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ一１］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］！＝０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ】峰Ｏ＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［９］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］ｆ＿０）／／右下上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ］［９］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ．１］［ｎ］ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］ｌ＿０）／／。‘卜－左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅＩｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｍ＝＝９＆＆ｎ＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ．１】［ｎ］ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［９］ｆ－０）／／右左一Ｆｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ【０］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ．１］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ（ｍ］［ｎ＋１］ｆ＿０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ（０］【ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［９］仁０＆＆ｌｏｃａ【ｍ］【ｎ＋１］ｆ＿０）／／右一Ｆ．上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ］［９］｝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ．１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］Ｐ０）／／一卜．左上ｒｅｔｕｒｎ１：ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｍ＝＝０＆＆ｎ＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［９】［ｎ］ｌ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［９］！＝０）／／右左一Ｆ５０ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ呻＋１］［ｎ］垮０＆＆ｌｏｃａ［９］［ｎ］峰０＆＆Ｊｏｃａ［ｍ】［ｎ＋】］！＝０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎＩ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ【ｍ十１Ⅱｎ］！＝Ｏ＆＆Ｉｏｃａ［ｍ】［９】！＝０＆＆Ｊｏｃａ［ｍ】［ｎ十１］！＝Ｏ）∥毛卜‘上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ【ｍ］［９］！＝０＆＆ｌｏｃａ［９］［ｎ］！＝０＆＆Ｊｏｃａ［ｍ】［ｎ＋１］！－０）∥’Ｆ－左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：１，ｅＳｅＫｎ＝＝９＆＆ｎ｜｜＝９、Ｊｒｔｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ一１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］【ｎ．１］！＝０）∥右左一Ｆｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［０］［ｎ］ｆ＿０＆＆１０ｃａ［ｍ一１］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０］！＝Ｏ）／／右左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（Ｉｏｃａ［０］［ｎ］峰０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ—１］｝０＆＆１０ｃａ【ｍ］【０】ｌ＿０）／／右～Ｆ上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ］［ｎ。１］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ一１】［ｎ］ｂ０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０］！＝０）／／Ｆ左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｒｅｔＬＩｒｎ０：｝ｅｌｓｅｉ坟ｍ２＝０＆＆ｎ＝＝９）ｆｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［９］［ｎ］！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ一１］！＝０）∥右左一Ｆｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］Ｉ－０＆＆Ｉｏｃａ［９］［ｎ］ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［０］！＝０）∥右左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］１２０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ－１］ｆ－０＆＆Ｉｏｃａ［ｍ］［０］ｆ＿０）／／右一卜．上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ】［ｎ－１］｝０＆＆１０ｃａ［９］［ｎ］ｆ＿０＆＆１０ｃａ［ｍ］［０］降０）／／一Ｆ左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅＩｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅ｛ｊｆ（１０ｃａ［ｍ＋１】［ｎ］ｂ０＆＆Ｉｏｃａ［ｍ—Ｉ】［ｎ】！＝０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ一１］！＝０）／／右左一卜．ｒｅｔｕｒｎＩ：ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａ［ｍ＋ｉ］［ｎ】！＝０＆＆Ｉｏｃａ［ｍ·１］［ｎ】ｆ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］每０）／／右左上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｌｓｅｉｆ（Ｉｏｃａ［ｍ＋Ｉ】［ｎ】ｆ＿０＆＆Ｉｏｃａ［ｍ］［ｎ－１】ｆ－０＆＆ｌｏｃａ［ｍ】［ｎ＋１］！＝０）／／右一Ｆ上ｒｅｔｕｒｎｌ：ｅｉｓｅｉ坟ｌｏｃａ［ｍ】［ｎ－１］ｆ＿Ｏ＆＆Ｉｏｃａ［ｍ一１］［ｎ］ｌ＿０＆＆ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］ｌ＿０）／／‘ｌ二‘左上ｒｅｔＵｒｎｌ：ｅＪｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｂ００１吨ｈｔａｔ（ｉｎｔａ１，ｉｎｔｂ１，ｉｎｔｌｏｃａＩ［１０］［１０】）／／也｛ｉｆ（ａ１＝＝９）｛ｉｆ（Ｉｏｃａｌ［０］［ｂ１］！＝０）ｒｅｔｕｍ１：ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：５１北京邮电大学硕士毕业论文）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ１＋１］［ｂ１］ｌ＝０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：））ｂｏｏｌｌｅＲａｔ（ｉｎｔａ２，ｉｎｔｂ２，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）∥左｛ｉｆ（ａ２＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［９］［ｂ２］ｆ＿０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ２—１］［ｂ２］１２０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝）ｂｏｏｌｕｐａｔ（ｉｎｔａ３，ｉｎｔｂ３，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）／／上｛ｉｆ（ｂ３＝＝９）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ３］［０］ｆ－０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ３］［ｂ３＋１］ｆ＝０）ｒｅｔｕｍｌ；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝）ｂｏｏｌｂｏｔｔｏｍａｔ（ｉｎｔａ４，ｉｎｔｂ４，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）／／一Ｆ－｛ｉｆ（ｂ４＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ【ａ４］［９］ｌ＿０）ｒｅｔｕｒｎｌ；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ４］［ｂ４—１］！＝０）ｒｅｔｕｍｌ；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：））ｂｏｏｌｒｉｕｐ（ｉｎｔａ５，ｉｎｔｂ５，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）／／右上ｌｏｃａ【ｍ＋１］［ｎ＋１】｛ｉｆ（ａ５＝＝９＆＆ｂ５＝＝９）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［Ｏ］［０］１２０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎＯ：｝ｅｌｓｅｉｆ（ａ５＝＝９）｛５２北京邮电大学硕士毕业论文ｉｆ（１０ｃａｌ［０］［ｂ５＋１］ｆ＝０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅｉｆ（ｂ５＝＝９）｛ｊｆ（１０ｃａｌ［ａ５＋１］［０］ｆ＿０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ５＋１］［ｂ５＋１］！＝０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝、ｂ００１ｒｉｄｏｗｎ（ｉｎｔａ６，ｉｎｔｂ６，ｉｎｔ１０ｃａｌ［１０］［１０］）Ｉｉｆ（ａ６＝＝９＆＆ｂ６＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［０］［９］！＿０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ａ６＝＝９）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［０］［ｂ６—１］！＝０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅＩｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｆ（ｂ６＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ６＋１］［９］！＝０）ｒｅｔｕｍｌ；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（１０ｃａｌ［ａ６＋１］［ｂ６－１］ｆ＝０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：ｂｏｏｌｌｅｕｐ（ｉｎｔａ７，ｉｎｔｂ７，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）｛ｉｆ（ａ７＝＝０＆＆ｂ７＝＝９）｛ｊｆ（１０ｃａＩ［９］［０］！＝０）ｒｅｔＬｌｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ａ７＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［９］［ｂ７＋１］ｆ＝０）ｒｅｔｕｒｎ１ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅｉｆ（ｂ７＝＝９）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ７－１］［０］ｆ＿０）ｒｅｔｕｒｎ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：｝ｅｌｓｅ｛５３／／右一Ｆｌｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ．１］／／左上１０ｃａ［ｍ－１］［ｎ＋１］北京邮电大学硕士毕业论文ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ７—１］［ｂ７＋１］ｆ＿０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：））ｂｏｏｌｌｅｄｏｗｎ（ｉｎｔａ８，ｉｎｔｂ８，ｉｎｔｌｏｃａｌ［１０］［１０］）／／左下ｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ－１］｛ｉｆ（ａ８＝＝０＆＆ｂ８＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［９］［９］！＝０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ａ８＝＝０）ｉｆ（１０ｃａｌ［９］［ｂ８—１］ｆ＿０）ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅｌｓｅｉｆ（ｂ８＝＝０）｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ８－１］［９］ｆ＿０）ｒｅｔＬｌｒｎ１；ｅＩｓｅｒｅｔｕｒｎ０：）ｅＩｓｅ｛ｉｆ（１０ｃａｌ［ａ８—１］［ｂ８—１］！＝０）ｒｅｔｕｍ１；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ０：ｉｎｔｊＬｌｄｇｅＥｎｇ（ｉｎｔ＆ｍ，ｉｎｔ＆ｎ，ｊｎｔｌｏｃａ［１０］［１０］，ｉｎｔｃａｌ）／／计算位置变化｛ｏｆｊｔｒｅａｍｆ．０ｕｔ：ｆｂｕｔ．ｏｐｅｎ（ｎｌｅｎａｍｅ，ｉｏｓ：：ａｐｐ）；ｆｌｏａｔＥｎｇ１＝０，Ｅｎ９２２０；ｆｌｏａｔＰ＝０，Ｒ＝０；ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９１＝Ｅｎ９１－Ｄ；ｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９１＿Ｅｎ９１一Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９１＝Ｅｎ９１·Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／厂卜＾Ｅｎ９１＿Ｅｎ９１一Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９１＝Ｅｎｇｌ－０．１６＋Ｄ；ｉｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右～ＦＥｎ９１－Ｅｎ９１—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上５４—————————————————————————————————————————————————————～一Ｅｎ９１２Ｅｎ９１—０．１６４Ｄ；北京邮电人！学硕十毕业论文ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左下Ｅｎｇｌ＝Ｅｎ９１—０．１６＋Ｄ；Ｅｎｇｌ＝Ｅｎｇ】一４＋Ｏ．１６＋Ｄ．Ｄ；／／衬底原子／木木术木木丰木木半水木水术术木水丰木水术木水木木木水木丰木木木水水水半木木术木木丰水半木半水丰木木木木木木木木木木木木木木木木木木木丰木木木，ｓｗｉｔｃｈ（ｒａｎｄ３（））｛ｃａｓｅ０：ｊｆ（！ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，Ｊｏｃａ））∥向右划８｛ｉｆ（ｍ＝＝９）ｍ＝０；ｅｌｓｅｍ＝ｍ＋１：ｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（１ｅｆ［ａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－Ｄ；ｆ（ｂｏｔｔｏｌｌｌａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／一卜Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６丰Ｄ；ｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／也卜Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；坟Ｉｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左一卜Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—４＋Ｏ．１６８Ｄ—Ｄ；／／衬底原子ｉｆ（Ｅｎ９１＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［Ｉｎ］［ｎ］＿１；ｉｆ（ｍ５＝０）ｌｏｃａ［９】［ｎ］－０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ—ｌＪ［州＝０；ｃａｌ－ｃａｌ＋１；／／表示还有原子在迁移ｃＯｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄ】：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝ｅｌｓｅ｛Ｐ２ｅｘｐ（（Ｅｎｇ１一Ｅｎ９２）／（ｋ４Ｔ））；Ｒ２ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛５５右北京邮电大！学硕士毕业论文ｌｏｃａ【ｍ】［ｎ］－ｌ；ｉｆ（ｍ＝＝０）ｌｏｃａ［９］［ｎ］＝０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ一１］［ｎ］＿０；ｃａｌ＿ｃａｌ＋ｌ：／／表示原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ－ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜１’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｍ２＝０）｛ｌｏｃａ［９］【ｎ］－２；ｍ＝９：）ｅｌｓｅ｛１０ｃａ［ｍ一１］［ｎ］＿２；ｍ＝ｍ—ｌ：）ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）））……ｍ………………ｍｍ………ｅｌｓｅｉｆ（！ｌｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向左岿８｛ｉｆ（ｍ＝＝Ｏ）ｍ＝９；ｅｌｓｅｍ＝ｍ．１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，Ｊｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子Ｅｎ９２５Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｊｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／一Ｆ．Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｉｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右一卜．Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—４４０．１６＋Ｄ－Ｄ；∥衬底原子５６右北京邮电人：学硕＋毕业论文ｉｆ（Ｅｎ９１＞Ｅｎ９２）｛１０ｃａ［ｍ］［ｎ］－１；ｉｆ（ｍ＝＝９）ｌｏｃａ［０］［ｎ］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ］＿０；ｃａｌ＿ｃａｌ＋１：／／表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜１’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛Ｐ＝ｅｘｐ（（Ｅｎ９１一Ｅｎ９２）／（ｋ４Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ产１；ｉｆ（ｍ＝＝９）ｌｏｃａ［０］［ｎ］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ＋１】［ｎ卜０；ｃａｌ－ｃａｌ＋ｌ：／／表示原子在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｍ＝＝９）｛ｌｏｃａ［０］［ｎ］－２；ｍ＝０：｝ｅｌｓｅ｛ｌｏｃａ［ｍ＋１】［ｎ卜２；ｍ＝ｍ＋１：｝ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝、）㈨嘲㈨…㈨ｍⅢ………………｜｜ｅｌｓｅｉｆ（！ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向上跳，ｉｆ（ｎ＝＝９）ｎ＝０；ｅｌｓｅｎ＝ｎ＋１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子Ｅｎ９２２Ｅｎ９２·Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／’卜５７右＝Ｉ！室！！皇奎堂堡主兰些笙塞——Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２·Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｉｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－Ｏ．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左一ＦＥｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６４Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２．４４０．１６＋Ｄ—Ｄ；／序寸底原子ｉｆ（Ｅｎｇｌ＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［ｍ】［ｎ】．１；ｉｆ（ｎ＝＝０）ｌｏｃａ［ｍ］［９］一０；ｅｌｓｅｌｏｃａ【ｍ］【ｎ－１］＿０；ｃａｌ＝ｃａｌ＋１：／／表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜１１１＜＜＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛Ｐ＝ｅｘｐ（（Ｅｎｇ１－Ｅｎ９２）“ｋ＋Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ］－】；ｉｆ（ｎ＝＝Ｏ）ｌｏｃａ【ｍ】［９】１０；ｅｌｓｅ１０ｃａ［ｍ］［ｎ一１］＿０；ｃａｌ－ｃａｌ＋１：∥表示原子在迁移ＣＯＬＩｔ＜＜ｍ＜＜’’’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜”‘＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛汀｛划鬻＝＞ｅｌｓｅ｛ｌｏｃａ【ｍ】【ｎ—ｌ】．２；ｎ＝ｎ－１：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）５８北京邮电大！学硕十毕业论文｝…………㈨…ｍ……ｍ㈨㈨㈨ｍ…㈨…ｍ㈦ｍｌｅｌｓｅｉｆ（！ｂｏｎｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向～卜＾崩６｛ｉｆ（ｎ＝＝Ｏ）ｎ＝９；ｅｌｓｅｎ＝ｎ一１：ｉｆ（ｒｉ曲ｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））∥右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；ｆ（ｒｊｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右下Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６４Ｄ；“１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左ＦＥｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—４４０．１６４Ｄ·Ｄ；／／衬底原予ｉｆ（Ｅｎｇ１＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ］＿１；ｉｆ（ｎ＝＝９）ｌｏｃａ呻］［０］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］＿０；ｃａｌ－ｃａｌ＋ｌ；／／表示还有原予在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝ｅｌｓｅ｛Ｐ２ｅｘｐ（（Ｅｎ９１一Ｅｎ９２）／（ｋ＋Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａｍ］［ｎ］＿１；ｉｆ（ｎ＝＝９）ｌｏｃａ［ｍ］［０］－０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１】－０；ｃａｌ＿ｃａｌ＋１：／／表示原子在迁移ｃＯｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：５９）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｎ＝＝９）｛ｌｏｃａ［ｍ］［０］－２；ｎ＝Ｏ：｝ｅｌｓｅ｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］＿２；ｎ＝ｎ＋１：｝ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）｝ｂｒｅａｋ；ｃａｓｅ１：ｉｆ（！ｌｅＲａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向左跳｛ｉｆ（ｍ＝＝０）ｍ＝９；ｅｌｓｅｍ＝ｍ一１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（１ｅｆｔａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／左Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／一ＦＥｎ９２＝Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６。Ｄ；ｉｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／左上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左。卜Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—４＋０．１６＋Ｄ－Ｄ；／／利’底原子ｉｆ（Ｅｎｇ１＞Ｅｎ９２）６０ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ卜１；ｉｆ（ｍ＝＝９）ｌｏｃａ【Ｏ］【ｎ］－０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ＋ｌ】【ｎ】＝Ｏ；ｃａｐｃａｌ＋１：∥表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ１０ｕｔ＜＜ｍ＜＜”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝ｅｌｓｅ｛Ｐ＝ｅｘｐ（（Ｅｎ９１一Ｅｎ９２）／（ｋ＋Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａ［ｍ】［ｎ】一１；ｉｆ（ｍ＝＝９）ｌｏｃａ［０］［ｎ］＿０；ｅｌｓｅ１０ｃａ［ｍ＋１］［ｎ］一０；ｃａ卜＝ｃａｌ＋１：／／表示原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｍ＝＝９）ｌｏｃａ［Ｏ】【ｎ］一２；ｍ＝０：）ｅｌｓｅ｛ｌｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ］＿２；ｍ＝ｍ＋ｌ：｝ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：｝ｅｌｓｅｉｆ（！ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向上跳｛ｉｆ（ｎ＝＝９）ｎ２０；ｅｌｓｅｎ＝ｎ＋ｌ：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））∥判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／左Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉ《ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／‘ＦＥｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；６ｌ北京邮电大学硕士毕业论文ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ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—Ｄ；／／衬底原子６９毛：ｆ匕京邮电大学硕＋毕业论文ｉｆ（Ｅｎｇ１＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ卜１；ｉｆ（ｍ２２９）ｌｏｃａ［０］［ｎ］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ］＝０；ｃａｌ－ｃａｌ＋１；／／表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜１’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛Ｐ２ｅｘｐ（（Ｅｎｇ１一Ｅｎ９２）／（ｋ８Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ］＿ｌ；ｉｆ（ｍ２＝９）ｌｏｃａ［０】［ｎ］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ＋１】［ｎ］＿０；ｃａｌ＝ｃａｌ＋１：／／表示原子在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｂｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｍ＝＝９）｛ｌｏｃａ［０］［ｎ］＿２；ｍ＝０：）ｅｌｓｅ｛Ｉｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ］＿２；ｍ＝ｍ＋１：）ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：））｝ｂｒｅａｋ；／丰木丰半半半水半半掌半半水木拳术幸半宰丰丰木木串木木半木木水半木水木水木半丰丰水木水牛术水丰木水牛幸木丰丰木木木木半奉半半木半半年木水水水唪幸幸丰木／／木木牛丰丰木水水半半木丰丰木木木木木木水木木术书半木半木木丰丰丰丰木木木水木半木木术木半半木木丰木丰木枣木半半木木木木半丰丰木木丰半半丰水木木木木幸／ｄｅｆａｕｌｔ：ｉｆ（ｆｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向一卜．判８｛ｉｆ（ｎ＝＝０）ｎ＝９；ｅｌｓｅｎ＝ｎ一１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪儿个位置有原子右Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／左Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２·Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２·Ｄ；７０●●—————————————————————————————二——二—二二＝．－———一．一ｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／卜Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；北京邮电大学硕士毕业论文ｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））∥右上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；●ｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右卜Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６４Ｄ；ｊｆ（Ｊｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））∥左上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—４＋０．１６＋Ｄ—Ｄ；／／衬底原子ｉｆ（ＥｎｇＩ＞Ｅｎ９２）｛Ｊｏｃａ呻］［ｎ］－】；ｉｆ（ｎ２＝９）ｌｏｃａ［ｍ］［０］＿０；ｅｌｓｅｌｏｃａ呻］［ｎ＋１】＿０；ｃａ卜：ｃａｌ＋ｌ；／／表示还有原子在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）ｅｌｓｅ｛Ｐ２ｅｘｐ（（Ｅｎ９１一Ｅｎ９２）／（ｋ４Ｔ））；Ｒ２ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛Ｊｏｃａｍ］［ｎ］－】；ｉｆ（ｎ２２９）ｌｏｃａ［ｍ］［０】＿０；ｅｌｓｅ１０ｃａ［ｍ】［ｎ＋１］．０；ｃａｌ２ｃａｌ＋１；／／表示原子在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜”’’＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａＩ：）ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｎ＝＝９）｛ｌｏｃａ［ｍ】［０］＿２；ｎ＝０：｝ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ］［ｎ＋１］＿２；ｎ＝ｎ＋１：ｌｒｅｔｕｒｎｃａｌ：）｝７■■北京邮电大学硕士毕业论文｝ｅｌｓｅｉｆ（！ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／向右到ｂ｛ｉｆ（ｍ＝＝９）ｍ＝０；ｅｌｓｅｍ＝ｍ＋１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））∥判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（１ｅｆｔａｔ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／左Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２·Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／一卜＾Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２·Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６４Ｄ；“ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／右下Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；ｉｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））∥左一卜Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２－０．１６＋Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—４＋０．１６４Ｄ—Ｄ；／／衬底原予ｉｆ（Ｅｎｇ１＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ］＿１；ｉｆ（ｍ＝＝０）ｌｏｃａ［９］［ｎ］－０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］＿０；ｃａｌ＿ｃａｌ＋ｌ：／／表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａＩ：）ｅｌｓｅ｛Ｐ＝ｅｘｐ（（Ｅｎｇｌ—Ｅｎ９２）／（ｋ＋Ｔ））；Ｒ＝ｒａｎｄ２（）；ｉｆ（Ｒ＜Ｐ）｛ｌｏｃａ【ｍ］【ｎ］－１；ｉｆ（ｍ＝＝０）１０ｃａ［９］【ｎ］二０；ｅｌｓｅｌｏｃａ［ｍ－１］［ｎ］＿０；ｃａ卜ｃａｌ＋１：／／表示原子在迁移ｃｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｒｅｔｕｒｎｃａＩ：｝７２●●北京邮电大学硕士毕业论文ｅｌｓｅ｛ｉｆ（ｍ＝＝０）｛１０ｃａ［９］［ｎ］－２；ｍ＝９：｝ｅｌｓｅ｛ｌｏｃａ［ｍ—１］［ｎ］－２；ｍ＝１１１－１：｝ｒｅｔｕｒｎｃａＩ：｝，Ｓｅ坟ｅＲａＣ，ＬｎｎＯＣａ、，、Ｊ∥向左谢｝ｅ｛ｉｆ（ｍ＝＝０）ｍ＝９；ｅｌｓｅｍ＝ｍ－１：ｉｆ（ｒｉｇｈｔａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／判断有哪几个位置有原子右Ｅｎ９２２Ｅｎ９２－Ｄ；ｉｆ（１ｅＲａｔ（１１１，ｎ，ｌｏｃａ））／／左Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｕｐａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｂｏｔｔｏｍａｔ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／。卜Ｅｎ９２２Ｅｎ９２一Ｄ；ｉｆ（ｒｉｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／右上Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（ｒｉｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，１０ｃａ））／／右一ＦＥｎ９２２Ｅｎ９２—０．１６４Ｄ；ｉｆ（１ｅｕｐ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左上Ｅｎ９２２Ｅｎ９２—０．１６＋Ｄ；ｉｆ（１ｅｄｏｗｎ（ｍ，ｎ，ｌｏｃａ））／／左卜Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２—０．１６８Ｄ；Ｅｎ９２＝Ｅｎ９２·４４０．１６＋Ｄ－Ｄ；／／衬底原子ｉｆ（Ｅｎｇ１＞Ｅｎ９２）｛ｌｏｃａ［ｍ］［ｎ卜１；ｉｆ（ｍ２＝９）ｌｏｃａ［０］【ｎ］－Ｏ；ｅ】ｓｅｌｏｃａ［ｍ＋１］［ｎ］－０；ｃａｌ－ｃａｌ＋１；∥表示还有原子在迁移ＣＯＵｔ＜＜ｍ＜＜’”＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：ｆ．ｏｕｔ＜＜ｍ＜＜””＜＜ｎ＜＜ｅｎｄｌ：７３