Abstract The use of computational modelling and simulation methodologies has grown in recent years as researchers try to understand the atomic layer deposition (ALD) process and create new microstructures and nanostructures. This review article explains and simplifies two simulation methodologies, molecular dynamics and the density functional theory (DFT), in solving atomic layer deposition problems computationally. We believe that these simulation methodologies are powerful tools that can be utilised in atomic layer deposition. DFT is used to solve problems in surface science and catalysis (predicting surface energy, adsorption energy, charge transfer, etc.), semiconductors (band structure, defect bands, band gap, etc.), superconductors (electron–phonon coupling, critical transition temperature), and molecular electronics (conductance, current–voltage characteristics). Molecular dynamics (MD) is used to predict the kinetic and thermodynamic properties of a material. Of interest in this article is a review where different material problems emanating from atomic layer deposition from these fields have been addressed by DFT and MD. Selected publications are discussed where DFT and MD have been successfully applied in atomic layer deposition (and related processes in some instances). The applications of DFT stretch from binding energy calculations of molecules and the solid band structure in chemistry and physics, respectively, computing the electron density up to determining the properties of a many-electron system. Also highlighted in this review study are the challenges that DFT and MD simulations must overcome.

中文翻译：

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原子层沉积建模和模拟方法综述：密度泛函理论和分子动力学

摘要 近年来，随着研究人员试图了解原子层沉积 (ALD) 工艺并创建新的微结构和纳米结构，计算建模和模拟方法的使用有所增长。这篇评论文章解释并简化了两种模拟方法，即分子动力学和密度泛函理论 (DFT)，以计算解决原子层沉积问题。我们相信这些模拟方法是可用于原子层沉积的强大工具。DFT 用于解决表面科学和催化（预测表面能、吸附能、电荷转移等）、半导体（能带结构、缺陷带、带隙等）、超导体（电子-声子耦合、临界跃迁）中的问题温度），和分子电子学（电导、电流-电压特性）。分子动力学 (MD) 用于预测材料的动力学和热力学性质。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体能带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。电流-电压特性）。分子动力学 (MD) 用于预测材料的动力学和热力学性质。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体能带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。电流-电压特性）。分子动力学 (MD) 用于预测材料的动力学和热力学性质。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体能带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。分子动力学 (MD) 用于预测材料的动力学和热力学性质。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT 的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。分子动力学 (MD) 用于预测材料的动力学和热力学性质。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体能带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT 的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。本文感兴趣的是一篇综述，其中 DFT 和 MD 解决了这些领域的原子层沉积产生的不同材料问题。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT 的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT 的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。讨论了选定的出版物，其中 DFT 和 MD 已成功应用于原子层沉积（以及某些情况下的相关过程）。DFT 的应用分别从分子的结合能计算和化学和物理学中的固体带结构延伸到计算电子密度直到确定多电子系统的性质。本综述研究还强调了 DFT 和 MD 模拟必须克服的挑战。