Estudio teórico y computacional de la formación de películas delgadas de nitruros y carburos metálicos

Abstract

A través de simulaciones implementadas bajo el método de Montecarlo Cinético (KMC), se genera un modelo multiescala para describir el crecimiento de películas delgadas de CrN, ZrN, Cr y W. Para determinar el papel de los procesos de adsorción, difusión, energías de enlace, en bulk, clúster y superficie de los mencionados elementos, sobre la evolución de la textura de películas delgadas bajo parámetros experimentales. La simulación de crecimiento se basa en estructuras rígidas tipo FCC monocristalinas. Se implementan variaciones en la temperatura y disponibilidad de los elementos dentro del proceso de adsorción presentados gráficamente. A su vez, se emplearán cálculos numéricos basados en Teoría del Funcional de la Densidad Electrónica (DFT), para obtener los parámetros energéticos y estructurales requeridos por el modelo KMC. El crecimiento de la morfología dependiente del tiempo, es analizado con los parámetros de rugosidad (RMS) y la densidad de partículas por capa. De esta forma, se busca una comprensión detallada de los procesos atomísticos que controlan la evolución de la textura de los materiales mencionados.

Through simulations implemented under the Kinetic Monte Carlo (KMC) method, it was generated a multiscale model to describe the growth of CrN, ZrN, Cr and W thin films. To determine the role of the processes of adsorption, diffusion, binding energies, in bulk, cluster and surface of the mentioned elements, on the evolution of the texture of thin films under experimental parameters. The growth simulation is based in rigid monocrystalline FCC type structures. Variations are implemented in the temperature and availability of the elements within the adsorption process presented graphically. In turn, numerical calculations based on Functional Theory will be used. of the Electron Density (DFT), to obtain the energetic and structural parameters required by the KMC model. The time-dependent growth ofmorphology is analyzed with the roughness parameters (RMS) and the density of particles per layer. Of In this way, a detailed understanding of the atomistic processes that control the evolution of the texture of the mentioned materials.