Search

ÖZETXY TÜRÜ İNCE FİLM OLUŞUMUNUN MONTE CARLO METODU İLE SİMULASYONUİki tür atom kullanılarak buhar biriktirme teknikleri ile ince film oluşumu Monte Carlo simülasyon metodu kullanılarak incelenmiştir. Simülasyon, ince film oluşumunda kullanılan kaynak malzemenin (XY) hedef malzemeye yönlendirilmeden önce buharlaştırıldığı hal modellenerek başlatılmıştır. XY türü malzemenin gaz halinde iken parçacık türü ayırt etmeksizin hedef malzemenin yüzeyi yönündeki hareketinin dışsal bir etki ile film oluşumuna katkısı incelenmiştir. Akabinde X ve Y türü parçacıklar arasındaki etkileşim ayrı türlerin yan yana gelmesi halinde hareketin durması aksi takdirde devam etmesi ilkesine dayandırılarak sıcaklığa bağlı aktivasyon enerjisi, parçacıkların birbirlerinden ayrılma ihtimali “P” ile ilişkilendirilmiştir. Bu sayede film oluşumu sırasındaki sistemin sıcaklığı doğrudan P ile bağdaştırılmıştır. Film gelişimi sürecinde kristal yapı oluşumunun sıcaklığa bağlılığı parçacıkların birbirlerinden kopma ihtimali ile doğrudan ilişkilendirilmiştir. Sistemdeki kristalleşme oranı faz diyagramı ile araştırılmıştır. Hedef yüzeyin kristal yapısının (altlığın kristal yapısı) film oluşumuna katkısı incelenmiştir. Simülasyon çalışmaları sonucunda XY türü ince film yapımı için elverişli altlığın filmdeki kristalleşme oranını arttırdığı anlaşılmıştır. Ayrıca filmi oluşturan sıcaklık değerinin artmasıyla filmdeki kristalleşme oranını altlığın uygunluğuna bakmaksızın bozduğu belirlenmiştir. ABSTRACTMONTE CARLO SIMULATİON OF XY THIN FILM GROWTHThin film growth of XY type atoms obtained by vapour deposition techniques is studied by Monte Carlo Simulation method.XY type material in vapour (gase) phase is conduced on substrate. The inter-atomic interactions between X and Y type atoms were modeled by a simple attractive force. A stronger interaction was assumed when dissimilar atoms come next to next compared with similar atoms. The temperature dependent activation energy was modeled with a probabilistic interpretation by using Monte Carlo method with Metropolis algorithm.Temperature dependence of film growth during crystallization was studied. The crystallization ratio was studied by phase diagrams obtained through simulations.The possible role of substrate on crystallziation was studied and its role on improving crystallization of thin film of XY type materials was determined.

Mon t e Ca r lo Me t od u k ul l a nı l a rak f e r r ima n ye t i k i nc ef i lml e r i n ma n ye t i k öz e l l i k l e r i in c e l e ndi . En ya kı n k oms ue t ki l e sme s i ni n e t ki n ol a r ak i nc e l e nme s i i ç in 1 00 x 1 0 0 l ük(1 0 .0 0 0 ö rgü n o kt a s ı ) l a t i s e l e a l ı n dı . ?n c e f i lmma n ye t i z a s y on un un s ı c a kl ı ğa ve sp i n de ğe r l e r i ne ba ğl ı l ı ğ ıi n c e l e n d i ve k r i t i k s ı c a kl ı kt a (Né e l s ı c ak l ı ğı ) be kl e ne nf e r r ima n ye t i k -pa r ama n ye t i k f a z ge ç i s i gö zl e n d i . Spi n d e ğe r l e r ia r a s ı nda ki f a rkı n i nc e f i lmi n ma n ye t i k d a v ra n ı s ı na e t k i s ii n c e l e n d i . Fe r r ima n ye t i k f i lmi n, u ygu l a na n dı s a l an a ba ğl ıo l a r a k, ma n ye t i za s yo n u nu n na s ı l e t k i l e n di ği in c e l e n di v eh i s t e re zi s e ğr i l e r i b ul un d u. Simü l a s yo n s on uç l a r ın a gö r e , kr i t i ks ı c ak l ı ğa k ad a r b i r i nc i me r t e bed e n ge ç i s (u y gul a n an d ı s ma n ye t i ka l a na ba ğl ı ) gö z l e ni rke n, k r i t i k s ı c akl ı kt a n so nra i ki nc ime r t e b ed en ge ç i s ( s ı c ak l ı ğa ba ğl ı ) g ö z l e ndi . Son ol a r ak , t üms imül a s yo nl a rd a e lde ed i l en g ra f i kl e r i n c e l e n di ve yo ruml a nd ı . Ma gne t i c p rope r t i e s of f e r r ima gn e t i c t h i n f i lms ha v e be e ns tu di e d b y u s in g Mo n t e Ca r l o Me t ho d . I n o rde r t o h a ve as uf f i c i e n t s i z e s amp l e we c ho s e 1 0 0 x 10 0 s amp l e s i ze s (10 00 0l a t t i c e po i n t s ) . Tempe ra tu r e a nd s pi n n umbe r s d ep en d enc e o f thi nf i lm ma gne t i z a t i o n ha s be e n s t u di ed . The ex p e c t e df e r r ima gne t i c -pa rama gne t i c pha s e t ra ns i t i on a t c r i t i c a lt empe r a t u re (Né e l t empe ra tu r e ) ha s be e n o bs e rve d. The e f f e c t ofs pi n numbe r d i f f er en c e o n th i n f i lm? s ma gn e t i c be ha v io r ha sbe e n s t u d i e d. The d e pe n d enc e of t h e ma gne t i z a t io n o n t h eap pl i e d e xt e rna l f i e l d h a s a l s o be en s tu di ed an d th e h ys t e re s i sl o o ps ha ve be e n s imul a t e d. Ac co rd i ng t o t h e s imu l a t i o n r e s ul t s ,i t ha s be en d i s c o ve re d th a t be low t he c r i t i c a l t emp e ra t u re t he r ei s a ve ry c l os e c o n n e c t io n be twe e n t he f i r s t -o rde r t ra n s i t i o no bs e rve d a s a f unc t i o n of f i e l d a n d t he s e co n d -o rde r t ra n s i t i o no bs e rve d a s a f un c t i o n o f t empe ra tu re . Fin a l l y, th e gr a phi c sde r i v ed f rom s imu l a t i on s ha ve be en e xami ne d. 68