Аннотация:
В рамках теории функционала плотности изучены энергия сорбции и
диффузия атомов лития по реконструированной ($4\times 2$) поверхности (100)
кремния при их переходе в подповерхностные слои, а также внутри
кристаллического кремния при различной концентрации лития. Показано, что
одиночные атомы лития легко мигрируют по поверхности (100), постепенно заполняя
поверхностные состояния (Т3 и L), расположенные в каналах между димерами
кремния. Диффузия лития в подповерхностные слои кремния затруднена
в связи с высокими потенциальными барьерами перехода ($1.22$ эВ).
Также исследованы зависимости энергии связи, потенциальных барьеров и коэффициента
диффузии атомов лития внутри кремния от расстояний до ближайших
атомов лития. Показано, что увеличение
его концентрации до состава Li$_{0.5}$Si существенно снижает энергию
перехода (с $0.90$ до $0.36$ эВ) и вызывает значительное (на 1–3 порядка) увеличение
скорости диффузии лития.