Formation entropy of point defects in silicon

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

1998

Department

Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto

Major/Subject

Fysiikka (laskennallinen fysiikka)

Mcode

Tfy-105

Degree programme

Language

en

Pages

56

Series

Abstract

Piin pistevirheitä on tutkittu hyvin intensiivisesti viime vuosikymmeninä. Syy tähän on se, että pistevirheet aiheuttavat suuria muutoksia puolijohteen elektronirakenteeseen. Täten pistevirheitten kontrolloiminen on hyvin tärkeätä puolijohtavien materiaalien kasvatuksessa ja käytössä. Pistevirheitä ja niiden elektronisia ja ionisia vaikutuksia on tutkittu hyvin paljon käyttäen useita laskennallisia menetelmiä. Useimmista mallinnuksista puuttuu kuitenkin termodynaaminen kontribuutio, jonka laskennallinen simuloiminen vaatii paljon laskenta-aikaa. Myös kokeellisia tuloksia pistevirheistä on runsaasti saatavilla: aihetta on tutkittu intensiivisesti kokeellisin menetelmin jo viime vuosikymmenen alusta. Kokeellisten tulosten fysikaalinen ymmärtäminen on mahdollista vain luotettavia teorioita käyttäen. Tietyille pistevirheiden ilmiöille ei kokeellisia tuloksia vahventavia laskennallisia tuloksia vielä ole. Eräs tällainen ilmiö on itseisvirheiden diffuusio: diffuusioentropia on mitattu kokeellisesti, mutta mitatun entropian mikroskooppinen alkuperä on epäselvä. Tässä diplomityössä on tutkittu piin itseisvirheiden muodostumista äärellisissä lämpötiloissa. Työssä kehitettiin laskennallinen menetelmä, joka laskee vakanssin ja välisija-atomin muodostumisvapaaenergian. Kyseinen malli huomioi myös anharmoniset kontribuutiot vastoin useimpia käytössä olevia vapaaenergiamenetelmiä. Menetelmä on käytetyltä laskenta-ajaltaan erittäin edullinen, joka on sallinut suurempien statistiikkojen käytön tuottaen näin tarkempia tuloksia. Tuloksina saaduista muodostumisvapaaenergioista voidaan vetää johtopäätöksiä diffuusioentropiasta. Niiden mukaan suurimman kontribuution diffuusioentropiaan muodostaa diffuusiossa syntyvien pistevirheiden muodostumisentropia. Tulokset ovat erittäin rohkaisevia kehitetyn vapaaenergiamenetelmän käyttämiseksi myös tulevaisuudessa.

Description

Supervisor

Nieminen, Risto

Thesis advisor

Colombo, Luciano

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445532

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK