李杰本科毕业论文.doc

河南科技学院
2012届本科毕业论文
论文题目:
ZrCL4分子层在羟化硅表面消去***原子反应机理的理论研究(第2,3个***原子)
学生姓名: 李杰
所在院(系): 新科学院
所学专业: 化学工程与工艺
导师姓名: 崔乘幸
完成时间: 2012年5月31日
ZrCL4分子层在羟化硅表面消去***原子反应机理的理论研究
(第2,3个***原子)
摘要
ZrCl4分子在羟化硅表面ALD的薄层中释放cl原子的研究是建立在密度函数理论的基础之上,现已有14种用来详细的研究脱去cl原子的反应途径。实验表明,HCL自身消除在低温下占有一定优势,脱去第二个cl原子的水解反应在高温下占优势。然而,计算表明升高温度不会导致HCL自身的消除反应处于不利地位。对于第三个和第四个cl原子,其在二聚物上的聚集反应在低温下更有利。但是,高温下有利于第三个cl原子的释放出现在邻近的二聚物上,第四个cl原子的释放出现在自身的二聚物。
关键词:密度函数理论,ZrCl4,薄膜,原子层沉积
A density functional theory study on the reactions of chlorine loss in ZrCl4thin films by atomic-layer deposition
Abstract
The chlorine loss reactions of ZrCl4 thin films of ALD on the hydroxylated silicon surface have been studied by the density functional theory. Fourteen possible pathways have been designed to investigate the detailed chlorine loss reaction mechanism. Based on the eExperiment shows that HCl self-elimination is the dominant reaction pathway at the low temperatures, and that hydrolysis is the dominant pathway at the high temperatures for the second chlorine loss , calculations show that find that raising temperature would not result in HCl self-elimination reaction to be unfavorable. For the third and the fourth chlorines loss, the reactions on the two-dimer trench cluster are energetically more favorable at the low temperatures. However, the third chlorine loss occurs on the adjacent dimers, and the fourth chlorine loss occurs on the samedimer more easily at the high temperatures.
Keywords: Density functional theory,ZrCl4, Thin film, Atomic layer deposition
目录
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Gaussian软件 12
Gaussian基本功能 13
Gaussian 03计算原理 13
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4、实验部分 15
***原子消去反应中通过羟基的自消除反应 16
***原子的消去反应 21
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参考文献 25
致谢 27

根据ZrO2高的介电常数,广泛的能带间隙,高的热稳定性,在high-k材料的候选物中,ZrO2是替代二氧化硅的一种很有前景的应用材料[1]。在发展中的众多的组合hing-k材料中,良好的整合性,精确的厚度控制直至纳米级和在大的区域内有统一的膜性能,原子层沉积显示了其独特的优势。在ALD中,材料可以一层层地基于交替自限性表面,因此,每