Влияние гидростатического давления на диффузию междоузлия в кристаллах Si, Ge, Si<Ge>: квантово-химическое моделирование

Abstract

Выполнено теоретическое моделирование диффузии собственного междоузлия в кристаллах кремния и германия при нормальном и измененном гидростатическом давлении. При этом использовался метод молекулярной динамики, полуэмпирические квантово-химические расчеты (РМЗ, РМ5) и расчеты из первых принципов (SIESTA). Результаты моделирования нейтральных междоузлий (1°) в кремнии и германии показывают, что более устойчивым является расщепленное <110> междоузлие. Тетраэдрическое междоузлие (Т), несколько смещенное из наиболее симметричного положения, является устойчивой конфигурацией, если рассматривать дважды положительно заряженные междоузлия (I++). Расщепленное <110> междоузлие остается устойчивым при измененном гидростатическом давлении. Найденные активационные барьеры для диффузии междоузлий равны AEe(Si)(<110> -> T1)=0.69 эВ; ▲Е(а) (Ge)(<110> -> T1)=1.1 эВ. Для смешанных междоузлий рассчитанные активационные барьеры равны 1.06 эВ для кремния, 0.86 эВ для германия. Гидростатическое давление понижает активационные барьеры ▲Е(a)(Si), ▲Е(а) (Ge).