Моделювання стабільності плівки нітриду цирконію методом молекулярної динаміки

Abstract

У роботі проведено моделювання формування та деградації плівки ZrN на кристалографічній підкладці з орієнтацією (100). Для побудови моделі використано актуальні параметри міжатомної взаємодії з урахуванням кутових залежностей у межах потенціалу MEAM. Моделювання проводилося для температур 700 K та 1200 K, що дозволило оцінити межу термічної стабільності плівки. Особливістю підходу є повноцінне 3D-моделювання атомної структури в динаміці з можливістю візуального аналізу процесів дифузії, руйнування зв’язків та зміни впорядкованості решітки. Показано, що за підвищення температури вище 1000 K плівка втрачає кристалічну симетрію, що свідчить про межу її застосування у високотемпературних умовах. Отримані результати можуть бути використані для прогнозування довговічності покриттів ZrN, оптимізації режимів їх нанесення та підвищення експлуатаційної надійності в мікроелектроніці, інструментальному виробництві та енергетичних системах.