The Study of Steering Effect in Multilayer Growth

The dynamic effects, such as the steering and the screening effects during deposition on an epitaxial growth is studied by kinetic Monte Carlo simulation. In the simulation, we incorporates molecular dynamic simulation to rigorously take the interaction of the deposited atom with the substrate atoms into account, We find three characteristic features of the surface morphology developed by grazing angle deposition: (1) enhanced surface roughness, (2) asymmetric mound, and (3) asymmetric slopes of mound sides, Regarding their dependence on both deposition angle and substrate temperature, a reasonable agreement of the simulated results with the previous experimental ones is found. The characteristic growth features by grazing angle deposition are mainly caused by the inhomogeneous deposition flux due to the steering and screening effects, where the steering effects play the major role rather than the screening effects. Newly observed in the present simulation is that the side of mound in each direction is composed of various facets instead of all being in one selected mound angle even if the slope selection is attained, and that the slope selection does not necessarily mean the facet selection.

두꺼운 박막 성장시 Steering 효과 연구

Epitaxial 성장에서 screening 및 steering 효과 등과 같은 증착과정 중 나타나는 dynamic effects를 kinetic Monte Carlo 시뮬레이션으로 고찰하였다. 증착원자와 토대 원자와의 상호 작용을 엄밀하게 고려하기 위해 이 시뮬레이션 프로그램에 molecular dynamics 시뮬레이션을 결합시켰다. 기울어진 각도로 증착 시킬 경우 표면의 형상은 1) 증착 각도가 기울어짐에 따라 거칠기가 증가한다는 것, 2) 비대칭적인 언덕의 형성된다는 것, 그리고 3) 언덕의 면방향에 따라 비대칭적인 기울기를 갖는다는 세가지 특징을 보았다. 증착 각도나 온도 의존성에 대한 시뮬레이션 결과는 기존의 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 기울어진 각도로 증착했을 때 나타나는 이러한 결과는 steering과 screening 효과에 따른 초기 증착 밀도의 불균일에 기인함을 알 수 있었고, 여기서 steering 효과가 screening 효과 보다 주요한 역할을 하는 것을 보았다. 시뮬레이션 계산에서 확인된 새로운 결과는 기울기 선택 (slope selection)이 이루어졌어도 언덕의 각 면이 단일한 기울기로 형성되어 있지 않고 여러 종류의 facet가 섞인 형태이며, 따라서 기울기 선택이 바로 facet 선택을 의미하지는 않는다는 것이다.