[发明专利]一种n型磷掺杂金刚石薄膜中去除氢杂质的仿真方法

摘要

本发明公开了一种n型磷掺杂金刚石薄膜中去除氢杂质的仿真方法，根据含时密度泛函与分子动力学理论，对n型磷掺杂金刚石薄膜模型进行第一性原理与分子动力学计算，模拟出激光场、温度场下模型中的价电子的光子吸收、价电子跃迁、化学键断裂，在此基础上，进一步提出了去除n型磷掺杂金刚石薄膜中的氢元素杂质的方法。计算出能够断裂磷氢键并去除氢杂质的飞秒激光的强度、频率以及温度的范围值。

主权项

1.一种n型磷掺杂金刚石薄膜中去除氢杂质的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立掺杂氢原子的n型磷掺杂金刚石薄膜(0 0 1)面、(1 1 1)面的两种表面模型，其中，金刚石层中磷原子以替位原子形式掺杂，氢原子与磷原子形成磷氢键；S2：根据密度泛函理论，对n型金刚石薄膜(0 0 1)面、(1 1 1)面的两种表面模型分别进行第一性原理计算，得到基态电子密度与波函数；S3：对n型金刚石薄膜(0 0 1)面、(1 1 1)面的两种表面模型分别进行结构优化，得到表面模型结构优化后的晶格常数、键长、键角与原子位置；S4：对结构优化后的两种表面模型分别施加飞秒激光场，根据含时密度泛函理论进行第一性原理计算，设置不同激光的强度和频率参数，计算出碳碳键和碳磷键未被光子激发到激发态，而磷氢键被光子激发到激发态情况下激光的强度、频率参数范围；S5：在S4步骤中获得的激光的强度和频率参数范围内，对磷氢键已被激发到激发态的两种表面模型分别施加温度场，进行第一性原理分子动力学计算，得到使得磷氢键断裂，而碳碳键与碳磷键未断裂的温度范围值。