演讲者

西蒙·埃利奥特
总监——原子级工艺模拟

摘要

有机金属（或金属有机）配合物的化学性质丰富且往往出人意料，这意味着原子尺度的模拟是阐明其结构、键合及反应性的重要途径。在本报告中，我们将探讨将有机金属配合物作为材料沉积或刻蚀的前驱体分子所进行的模拟研究。 化学气相沉积、蒸汽phase 外延、原子层沉积和原子层刻蚀共同构成了一类材料加工技术，这些技术均依赖于前驱体的三项关键性质：挥发性、反应性和分解性，而本次演讲将重点探讨这些性质。 例如，用于原子层沉积的前驱体理想情况下应具有较宽的反应温度范围，介于较低的蒸发/升华温度与较高的分解温度之间。然而，计算物理性质（如挥发性）和化学反应性（如配体交换或表面吸附）对于有机金属化合物在均相和异相催化中的应用也至关重要。 在反应性方面，我们介绍了将量子力学(QM) 与自动结构生成功能集成的模拟 工作流，以此研究生长或蚀刻过程中的吸附热力学，以及热分解中典型的键解离反应。这两种方法均基于密度泛函理论计算，并针对金属配合物进行了特殊的效率设置。 此外，我们提出了一种基于机器学习的新模型，该模型可预测50种最常见金属和半金属的有机金属配合物的蒸发/升华温度与蒸气压的关系，平均精度为±9摄氏度。因此，这三项关键性质均可通过计算机模拟进行定量分析，既可用于对单一体系的深入研究，也可用于候选分子的高通量计算筛选 。