Molecular Mechanics Simulations Of Quartz Etching Process - Manap, Abdul Haadi Abdul (2016)
Thesis ini membentangkan hasil kajian tentang proses punaran secara fizikal menggunakan hentaman Argon ke atas substrat α-kuarza dan amorfus kuarza dengan menggunakan kaedah molekular mekanik. Walaupun kajian mendalam terhadap proses punaran ke atas kuarza sudah ada, namun kebanyakan daripadanya adalah secara eksperimen dan fokus kajian tersebut hanyalah pada hasil akhir proses tersebut. Terlalu sedikit kajian dijalankan yang menjurus kepada asas dan fundamental proses punaran. Dengan menggunakan kaedah Monte Carlo (MC) dan Molekular Dinamik (MD), para pengkaji dan ahli akademik mampu membina model proses punaran daripada awal hingga penghujung proses tersebut. Teknik ini membolehkan proses ini dikaji di tahap saiz sekecil molekul dan membantu pengkaji memahami teori asas dan fundamental proses punaran terhadap kuarza. Dua teknik penkomputeran digunakan untuk membina model proses punaran secara fizikal ke atas substrat kuarza. Teknik pertama berdasarkan statisik (teknik Monte Carlo) dan teknik kedua berdasarkan teknik ketentuan (Molekular Dinamik). Untuk teknik Monte Carlo, produk utama yang dicari adalah hasil percikan, Ys dan pembahagian tenaga pada atom yang terpercik. Selain itu, hubungan antara tenaga tujahan, Ei, sudut tujahan, θi kepada hasil akhir juga dibincangkan. Berdasarkan teknik ini, pada sudut tujahan, θi =70⁰ dengan sebarang tenaga tujahan, Ei,hasil percikan, Ys yang dihasilkan adalah maximum. Teknik molecular dinamik pula melaporkan kesan terhadap punaran secara terpilih, kesan suhu substrat,Ts dan kesan tenaga tujahan, Ei terhadap hasil pemercikan atom dan seterusnya menghubungkan hasil pemercikan atom dengan sifat-sifat subtrak. Objektif utama projek ini adalah untuk mengguna kaedah pengkomputeran bagi membina model proses punaran di skala dalam molekul. Dua jenis substrat yang berlainan (α-kuarza dan amorfus kuarza) digunakan dan substrat tersebut melalui proses hentaman Argon dengan tenaga tujahan, Ei suhu substrat, Ts berlainan secara berkala. Model komputer punaran kuarza menggunakan Potensi Morse dan Potensi COMB (Charged Optimized Many-Body) sebagai potensi antara atom. Berdasarkan kajian yang telah dibuat, α-kuarza menghasilkan pemercikan atom lebih tinggi daripada amorfus kuarza dengan menggunakan mana-mana tenaga tujahan, Ei dan suhu substrak, Ts. α-kuarza juga menghasilkan pemercikan atom yang lebih stoikiometrik berbanding amorfus kuarza. Ini desebabkan untuk α-kuarza produk pemercikan dalam bentuk SiO2 dan amorfus kuarza dalam bentuk atom. Tenaga tujuhan, Ei menghasilan impak yang lebih besar kepada hasil pemercikan atom berbanding suhu substrak, Ts. Di dalam kajian ini, model pengkomputeran untuk proses punaran berjaya didemonstrasikan dengan mengunakan kaedah Monte Carlo (MC) dan Molekular Dinamik (MD). Beberapa faktor yang memberi kesan ke atas punaran telah pun dikaji dan pemahamam terhadap proses punaran di skala molekul berjaya ditambah. Hasil kajian dari tesis ini berpotensi untuk digunakan di dalam proses pencorakan untuk fabrikasi nano 2D dan 3D.