氟化氢刻蚀二氧化硅的ReaxFF分子动力学模拟

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首尔大学化工学院化学与生物工程学院、韩国国民大学高级材料工程学院,最近开发了一个用于Si/O/H/F系统,以模拟HF刻蚀剂刻蚀SiO2的ReaxFF力场。其中,利用DFT计算得到的训练集,包括反应物/产物的结构、键离解能、价角畸变、SiO2团簇与SiO2板与HF气体的反应等,对ReaxFF参数进行了优化。使用ReaxFF计算的结构和能量与QM训练集很好地匹配。 作者利用该力场,对活性HF分子对SiO2衬底的刻蚀过程进行了分子动力学模拟。研究了不同入射能量下,HF刻蚀剂的刻蚀率和反应产物数。这些模拟表明,该力场对SiO2刻蚀过程中原子表面反应,能够很好的描述。AMS的Molecule Gun功能能够模拟刻蚀模型。 AMS中包含拟合、优化ReaxFF的功能,帮助用户自建新力场,但该功能要求用户对反应、数值拟合有一定的了解。 参考文献: Dong Hyun Kim, Seung Jae Kwak, Jae Hun Jeong, Suyoung Yoo, Sang Ki Nam, YongJoo Kim*, and Won Bo Lee*, Molecular Dynamics Simulation of Silicon Dioxide Etching by Hydrogen Fluoride Using the Reactive Force Field, ACS Omega 2021