Weitaus am häufigsten sind zwei Mechanismen: | ||||
Diffusion (des herausgegriffenen und gezielt betrachteten Atoms) über Leerstellen (inkl. Doppelleerstellen etc.) | Direkte Diffusion von (Fremd)-Zwischengitteratomen ohne Beteiligung intrinsischer atomarer Fehlstellen | |||
Man lasse sich nicht von diesen
einfachen Annimationen täuschen! Random-walk ist nicht ganz so
zielgerichtet wie hier dargestellt. Der mittlere statistisch zurückgelegte
Weg ist n1/2, d.h. bei n=25 Sprüngen, hat sich
die Leerstelle oder das Zwischengitteratom 5 Sprungabstände in beliebiger
Richtung vom Ausgangsort entfernt. |
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Andere Mechanismen sind: | ||||
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Indirekter Zwischengitteratom - Mechanismus (bei Eigen - Zwischengitteratomen) | ||||
In der Abbildung wird ein Elementarschritt gezeigt, ein Eigenzwischengitteratom (zur Orientierung hellblau dargestellt) verdrängt ein Gitteratom, das sich danach auf einem Zwischengitterplatz befindet. | ||||
"kick-out" Mechanismus bei Fremdatomen | ||||
Beim "kick-out" Mechanismus diffundieren
interstitielle Fremdatome (i für interstitiell) sehr schnell im
Gitter (siehe 1. Teil der Annimation). Durch Herausschlagen eines Gitteratoms
ins Zwischengitter können sie in eine substitionelle Position (als
s bezeichnet) überwechseln, hier sind sie dagegen nahezu
unbeweglich. (Wie auch die freigesetzten Eigenzwischengitteratome) i s + I I steht für ein Eigenzwischengitteratom Die gesamte Diffusion besteht also aus zwei verschieden schnellen Anteilen. |
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Frank-Turnbull Mechanismus (dissociative mechanism) | ||||
Hier handelt es sich um einen ähnlichen Mechanismus, wie
bei dem "kick out" Vorgang. Hier schlägt das Fremdatom jedoch
kein Gitteratom frei, sondern findet in der Lücke einer diffundierenden
Leerstelle seinen Platz. i + V s Da Leerstellen V in Silizium häufiger als Eigenzwischengitteratome sind, wird dieser Mechanismus als dominierend für die Diffusion von einigen Verunreinigungen in Silizium angenommen (Au oder Ni). |
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"Extended ZGA" Mechanismus (nicht in
Literatur) |
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Diverse direkte Mechanismen (direkter
Platzwechsel, Ringmechanismus) |
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Bei allen Mechanismen, mit mehr als einem zu betrachtenden Teilchen müssen zunächst die einzelnen Bewegungen gedanklich streng unterschieden werden. (s.u.). | ||||