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质子注入硅中氢的扩散:对氢浓度的依赖性

材料科学 2016-12-06 v3 加速器物理 化学物理 仪器与探测器

摘要

报道的硅中氢扩散常数相差六个数量级。这种测量值的散布是由所研究硅中不同缺陷浓度引起的。氢扩散因与杂质相互作用而减慢。通过改变材料特性如结晶性、掺杂类型和杂质浓度,氢的扩散率可改变数个数量级。本研究考察了氢浓度对高能质子注入硅中扩散温度依赖性的影响。我们表明,描述该温度依赖性的阿伦尼乌斯参数随氢浓度增加而减小。我们提出一个模型,其中介导氢扩散的相关缺陷在高浓度下被氢饱和。当那些为氢提供晶格中最低能量位置的缺陷饱和时,氢驻留在能量上较不利的位置,从而增加了氢穿过晶体的扩散。此外,我们呈现了对氢扩散不同研究的综述。我们观察到那些研究中计算的阿伦尼乌斯参数之间存在相关性,从而导致对硅中氢扩散的阿伦尼乌斯方程的修正。

关键词

引用

@article{arxiv.1611.04312,
  title  = {Diffusion of Hydrogen in Proton Implanted Silicon: Dependence on the Hydrogen Concentration},
  author = {Martin Faccinelli and Stefan Kirnstoetter and Moriz Jelinek and Thomas Wuebben and Johannes G. Laven and Hans-Joachim Schulze and Peter Hadley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.04312},
  year   = {2016}
}

备注

8 pages, 8 figures