| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-29页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 金属表面初期氧化行为的研究进展 | 第13-27页 |
| 1.2.1 金属表面初期氧化过程中的应力效应 | 第14-18页 |
| 1.2.2 金属表面初期氧化过程中的扩散效应 | 第18-23页 |
| 1.2.3 外力耦合下金属初期氧化的表面物理化学行为 | 第23-27页 |
| 1.3 存在问题与不足 | 第27页 |
| 1.4 本文的研究任务 | 第27-29页 |
| 第2章 铜表面初期氧化及生长应力演化的原位拉曼实验 | 第29-47页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 拉曼光谱测应力方法简介 | 第29-32页 |
| 2.2.1 拉曼光谱方法的起源 | 第29-30页 |
| 2.2.2 拉曼光谱测量原理 | 第30-31页 |
| 2.2.3 拉曼光谱应力测量与表征 | 第31-32页 |
| 2.3 原位拉曼光谱应力测量实验 | 第32-34页 |
| 2.3.1 材料的选取 | 第32-33页 |
| 2.3.2 铜薄膜试样的制备 | 第33-34页 |
| 2.3.3 原位拉曼光谱应力测量装置及试验 | 第34页 |
| 2.4 结果分析与讨论 | 第34-43页 |
| 2.4.1 铜表面氧化物测定 | 第37-38页 |
| 2.4.2 铜表面氧化物拉曼峰解析 | 第38-39页 |
| 2.4.3 铜表面氧化过程中应力和物质量的拉曼表征 | 第39页 |
| 2.4.4 拉曼峰的峰谱分析 | 第39-43页 |
| 2.5 铜表面初期氧化的理论模型及解析 | 第43-46页 |
| 2.5.1 薄膜外延模型介绍 | 第43-44页 |
| 2.5.2 氧化生长应力松弛解析 | 第44-45页 |
| 2.5.3 氧化反应动力学解析 | 第45-46页 |
| 2.6 小结 | 第46-47页 |
| 第3章 外加应变下金属初期氧化过程中原子扩散的分子动力学模拟 | 第47-65页 |
| 3.1 引言 | 第47-48页 |
| 3.2 分子动力学模拟方法简介 | 第48-53页 |
| 3.2.1 金属氧化分子动力学模拟的基本原理 | 第48页 |
| 3.2.2 分子运动方程数值解法 | 第48-50页 |
| 3.2.3 元素的势函数 | 第50-51页 |
| 3.2.4 系综与宏观调控 | 第51-53页 |
| 3.3 金属氧化过程中元素扩散的模拟 | 第53-56页 |
| 3.3.1 模拟过程描述 | 第53页 |
| 3.3.2 外加应变下的分子动力学建模 | 第53-54页 |
| 3.3.3 模拟的初始和边界条件 | 第54页 |
| 3.3.4 温度、压力及能量控制 | 第54-56页 |
| 3.4 结果分析与讨论 | 第56-63页 |
| 3.4.1 金属氧化过程中的氧原子扩散 | 第56-57页 |
| 3.4.2 氧原子均方位移及扩散系数 | 第57-58页 |
| 3.4.3 金属表面氧化层的结构演化 | 第58-62页 |
| 3.4.4 氧原子扩散的热力学分析 | 第62-63页 |
| 3.5 小结 | 第63-65页 |
| 第4章 金属表面氧化岛取向生长行为的分子动力学模拟 | 第65-75页 |
| 4.1 引言 | 第65-66页 |
| 4.2 氧化岛取向生长行为的分子动力学模拟过程 | 第66-69页 |
| 4.2.1 物理过程的模型化 | 第66-68页 |
| 4.2.2 分子动力学模拟的边界条件 | 第68-69页 |
| 4.2.3 基体弛豫 | 第69页 |
| 4.2.4 模拟过程的描述 | 第69页 |
| 4.3 模拟结果和讨论 | 第69-73页 |
| 4.3.1 表面应力及表面能 | 第69-70页 |
| 4.3.2 金属晶体的表面弹性各向异性 | 第70-72页 |
| 4.3.3 氧化岛体取向生长分析 | 第72-73页 |
| 4.4 小结 | 第73-75页 |
| 第5章 外加应变下多晶铜初期氧化过程中表面粗糙度的演化 | 第75-89页 |
| 5.1 引言 | 第75-76页 |
| 5.2 表面粗糙度演化的分子动力学建模 | 第76-78页 |
| 5.2.1 多晶铜模型 | 第76-77页 |
| 5.2.2 初始和边界条件 | 第77-78页 |
| 5.2.3 温度、压力、能量控制 | 第78页 |
| 5.2.4 基体弛豫 | 第78页 |
| 5.3 多晶铜表面氧化的动力学及热力学分析 | 第78-82页 |
| 5.3.1 氧分子表面扩散 | 第79-80页 |
| 5.3.2 氧分子表面解离 | 第80-81页 |
| 5.3.3 晶界和非晶界结构 | 第81-82页 |
| 5.4 单轴应变下多晶铜氧化层的表面演化 | 第82-87页 |
| 5.4.1 氧化层表面粗糙度 | 第82-84页 |
| 5.4.2 氧化层的内应力 | 第84-85页 |
| 5.4.3 外加应变下多晶氧化的热力学分析 | 第85-87页 |
| 5.5 小结 | 第87-89页 |
| 第6章 总结与展望 | 第89-93页 |
| 6.1 全文总结 | 第89-91页 |
| 6.2 主要创新点 | 第91页 |
| 6.3 研究展望 | 第91-93页 |
| 参考文献 | 第93-104页 |
| 附录A 子程序1 | 第104-106页 |
| 附录B 子程序2 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 攻读博士学位期间科研情况 | 第108页 |
