Аннотация:
Методом ab initio DFT-расчетов проведено исследование влияния
деформации решетки на величины потенциальных барьеров для движения атома лития
в кристаллическом кремнии. C использованием этих данных предложен новый
универсальный метод расчета коэффициента диффузии примеси в аморфных твердых
средах, происходящей по активационному механизму. Метод основан на вычислении
статистического распределения величин потенциальных барьеров для движения атома
примеси между минимумами в зависимости от положения соседних атомов.
При этом вначале проводится моделирование аморфной структуры, генерируемой
методом отжига из кристаллической структуры с вакансиями. Далее с помощью
линейной регрессии с параметрами, определяемыми для барьеров в кристаллическом
кремнии, подвергаемом различной деформации, вычисляется статистическое
распределение потенциальных барьеров в аморфной структуре для различных
локальных окружений атома примеси. Из полученного распределения с применением
формулы Аррениуса вычисляется коэффициент диффузии примеси. Представленный метод
протестирован на примере кристаллического и аморфного кремния с примесью атомов
лития. Метод показал существенное ускорение диффузии лития в аморфном кремнии по
сравнению с кристаллическим, что подтверждается экспериментами.
Поступила в редакцию: 06.10.2011 Исправленный вариант: 08.12.2011