Atomikerroskasvatuksen ymmärrys molekyylitasolla

Abstract

Tutkielmassa käydään lyhyesti läpi atomikerroskasvatuksen historia, mitä se on ja sivutaan myös sen käyttökohteita. Atomikerroskasvatus on teollisessa mittakaavassa merkittävä sovellus ja sen käyttökohteiden määrä kasvaa entisestään. Pääosin keskitytään kahden yleisimmin käytetyn yhdisteen, alumiinioksidin Al2O3 ja hafniumoksidin HfO2, kasvatukseen, niiden reaktiomekanismeihin ja siihen kuinka reaktiomekanismit on saatu selville. Kronologinen läpileikkaus alkaen ensimmäisistä tehdyistä reaktioista aina viimeisimpiin ominaisuuksien selvittämistä koskeviin ja atomitason reaktioita kuvaaviin tutkimustuloksiin antaa yleiskuvan siitä kuinka monipuolisesta teknologiasta on kysymys. Tutkielmassa korostuu myös laskennallisen ja kokeellisen datan yhteensovittamisen tärkeys ja se, miten paljon tutkimustyötä joudutaan tekemään, jotta saadaan edes jossain määrin tarkka kuva siitä, mitä pinnalla tapahtuu kun kaksi lähtöainetta reagoi keskenään peräkkäisissä sykleissä. Laskennallinen tutkimus nousee tutkielmassa hieman vahvemmin esiin. Pääpaino on alumiinioksidille ja hafniumoksidille suoritetuissa laskuissa tiheysfunktionaaliteorialla. Tutkielman lopussa on oma kappaleensa muille laskennallisille menetelmille kuin ab initio, keskittyen siihen miten niitä on käytetty atomikerroskasvatuksen tutkimiseen.