Metodi avanzati di Laser Annealing, dai materiali complessi al trasporto su nanoscala
È fondamentale prevedere come l'interazione con i laser laser modificherà i materiali e le strutture nelle applicazioni nanoelettroniche e nella produzione di dispositivi. La mancanza di simulatori di Laser Annealing (LA) accurati e completi (compresa la calibrazione del materiale) negli strumenti commerciali di Technology Computer Aided Design (TCAD) è attualmente l'ostacolo principale all'ampia applicazione di LA nella micro e nanoelettronica. Il LA, in ogni caso, induce una cinetica di non equilibrio nei materiali irradiati e le difficoltà nel controllo del processo superano i benefici di questo fenomeno di non equilibrio. Molti di questi eventi di non equilibrio richiedono approcci di modellazione atomistica come la dinamica molecolare o le simulazioni Monte Carlo cinetiche che non possono sempre descrivere la scala temporale completa del processo (inclusa la fase di spegnimento e il tempo da impulso a impulso in modalità multi-impulso). Come risultato, la modellazione al continuo, insieme a una simulazione atomistica più accurata risultati, è fondamentale per la previsione e la gestione del processo di LA. Il nostro studio si concentrerà sullo stato dell'arte attuale nella modellazione del continuo di Laser Annealing (LA), sfruttando le principali caratteristiche contenute nel core di LIAB, uno strumento che abbiamo sviluppato in collaborazione con LASSE, azienda leader nello sviluppo di tecnologie di LA. Utilizzando questo metodo, possiamo prevedere l' evoluzione ultrarapida dei campi medi e l'evoluzione atomica dei sistemi elaborati. La tesi si concentrerà principalmente sulla modellazione LA di strutture e materiali relativi alla nanoelettronica. In ogni caso, gli approcci di modellazione sono spesso applicabili a una varietà di applicazioni tecniche relative a LA, il che è un grande sviluppo. Il primo capitolo discute le simulazioni all'avanguardia eseguite in LIAB, comprese le transizioni di fase, che sono un fattore trainante dietroil LA, in particolare quando nel dispositivo simulato sono presenti droganti e leghe. Il secondo capitolo discute il significato di SiGe nella tecnologia moderna e la calibrazione ottica di SiGe. Iniziamo con semplici esempi di calibrazione in dispositivi e passiamo a simulazioni più complicate; i nostri i risultati vengono confrontati con dati sperimentali e risultati di altre simulazioni tecniche. Il terzo capitolo riguarda principalmente le correzioni del trasporto termico su scala nanometrica; iniziamo implementando il modello e poi confrontare il nostro "approccio di salto" in LIAB con i risultati sperimentali su nanofili di Si e il modello NEMD per il riscaldamento stazionario. Successivamente, ci trasferiamo su simulazioni di vero e proprio LA per lavorare con strutture sempre più complicate. Il capitolo finale discute la generalizzazione dell'attuale algoritmo unidimensionale di cristallizzazione esplosiva a geometrie bidimensionali, sottolineando i suoi vantaggi e robustezza per un problema non lineare così difficile.
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