Пути политипных превращений в карбиде кремния

Методами ab initio изучены два основных политипных превращения в карбиде кремния, а именно, $2H\to6H$ и $3C\to6H$. Показано, что промежуточные фазы с тригональной симметрией $P3m1$ и моноклинной симметрией $Cm$ сильно облегчают перемещения плотноупакованных слоев при таких переходах, разбивая их на отдельные стадии. Обнаружено, что два данных политипных превращения протекают совершенно по-разному. При переходе $2H\to6H$ перемещаемые связи заметно наклоняются по сравнению с исходным положением, что позволяет уменьшить сжатие связей SiC в плоскости (11$\bar2$0). Переход $3C\to6H$ осуществляется посредством образования вспомогательных связей Si–Si и С–С, живущих короткое время и помогающих плотноупакованным слоям поменяться местами. В результате активационный барьер превращения $2H\to6H$ (1.7 eV/atom) существенно меньше активационного барьера превращения $3C\to6H$ (3.6 eV/atom), что означает, что второй переход должен протекать при температурах на 750–800$^\circ$C выше, чем первый. Рассчитаны энергетические профили данных политипных превращений, а также геометрии всех промежуточных и переходных фаз. Показано, что все переходные состояния имеют моноклинную симметрию.