由Fe磁性薄层和Cu非磁性薄层构成的Fe/Cu磁性多层膜,由于其具有显著的巨磁电阻效应,被广泛应用于高密度读出磁头、磁传感器和磁性随机存储器等,使得关于Fe/Cu磁性多层膜的研究一直为材料科学的研究前沿和热点之一。在薄膜制备过程中,薄膜结构已经形成,薄膜的结构决定了薄膜的性能。人们已经在Fe/Cu磁性多层膜结构与巨磁电阻之间的关系方面做了大量研究,但关于Fe/Cu磁性多层膜结构形成方面的报道很少出现。这很大程度上是由于实验技术和条件的限制,无法观察到薄膜形成的过程,而在原子水平上的分子动力学方法可以模拟薄膜的生长过程,从而揭示薄膜生长机制和演化规律。在Fe/Cu磁性多层膜的诸多制备技术中,气相沉积成分中均含有团簇,且对薄膜的质量和性质有重要的影响。因此,本文利用分子动力学方法模拟了Cu团簇沉积到Fe(001)表面的微观过程,探究了团簇与衬底表面相互作用的微观机制,分析了不同沉积条件对团簇沉积效果的影响。基于Fortran95语言,针对Cu团簇沉积到Fe(001)表面的分子动力学模拟,编译开发出了可以应用于分子动力学模拟团簇沉积的软件包。经过调试和验证,证明了软件包中程序是正确的,并具有较高的计算效率。这样可以不局限于现成软件或脚本中程序的限制,根据所研究问题的实际需要对相应子程序进行编译和调试。同时,为下一步编译开发团簇沉积成膜的分子动力学模拟程序打下坚实的基础。在对一系列描述金属原子间相互作用的势函数调研之后,采用Ackland等提出的具有Finnis-Sinclair形式的多体势来描述Cu-Cu、Fe-Fe和Cu-Fe原子间相互作用。选取三种具有正二十面体结构的Cu13、CU55和Cu147团簇作为沉积团簇。团簇初始入射能量范围为0.0～30.0eV/atom,根据不同初始入射能量团簇的沉积特点,分别进行了团簇软着陆沉积、初始入射能量范围为0.1-10.0eV/atom的低能团簇沉积和初始入射能量范围为10.0～30.0eV/atom的载能团簇沉积的分子动力学模拟。在团簇软着陆沉积事件中,衬底温度分别为0、300和800K,除此之外,在其它所有载能团簇沉积事件中,衬底温度均设为300和800K。本文通过分子动力学模拟Cu团簇沉积到Fe(001)表面所得主要结论如下：①团簇与衬底表面的相互作用过程和单个原子与衬底表面相互作用过程大不相同。对于前者,团簇的集体碰撞起到非常重要的作用,团簇与衬底之间的能量转换、团簇原子的重新排列以及团簇对衬底表面的破坏均是通过集体碰撞的方式来完成的。②团簇的集体效应在团簇与衬底之间能量转换、团簇原子重新排列以及团簇对衬底表面破坏的过程中得到体现。③决定团簇沉积特点的初始入射能量具有阈值性。当团簇初始入射能量较低时,团簇主要在衬底表面之上发生重构,随着团簇初始入射能量的增加,团簇开始表现出注入特性,继续增加团簇初始入射能量,团簇开始在衬底表面产生缺陷,并衬底表面形成火山口。团簇尺寸和衬底温度对能量阂值大小均有略微的影响。④影响团簇原子扩散的主要因素是团簇初始入射能量,而不是团簇尺寸和衬底温度。⑤小团簇表现出比大团簇更高的外延度,当团簇外延度较低时,增加团簇初始入射能量或者升高衬底温度,团簇外延度均会有较大提高,然而,当团簇外延度较高时,增加团簇初始入射能量或者升高衬底温度均对团簇外延度没有明显影响。⑥团簇与衬底的结合程度随着团簇初始入射能量的增加而增强。与大团簇相比,小团簇与衬底结合的更紧密。在其它沉积条件相同时,升高衬底温度,团簇与衬底的结合强度增加。⑦团簇初始入射能量、团簇尺寸和衬底温度均对团簇沉积的最终形貌有一定影响。