固體物理學(xué)教案ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 22:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2, e x p4Nxn x tDtDt?????????貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 2）保持表面濃度不變 22nnDtx?????? 初始條件和邊界條件分別為： { n(x, 0) = 0 , x 0 n(0, t) = n0 , t ? 0 ? 解為： ? ? 22002,1 x Dtn x t n e d? ??????? ?????0 1 2xn e r fDt??????????????貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 202() xer f x e d? ???? ?—— 誤差函數(shù)（概率積分 ） 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 3) 擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系 ? 擴(kuò)散系數(shù)與溫度有密切關(guān)系，溫度越高，擴(kuò)散就越快。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若溫度變化范圍不太寬，那么，擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系為 0( ) e x pQD T DRT????????D0：常數(shù)， R：氣體常數(shù)， Q：擴(kuò)散激活能 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 0()Ql n D T l n DRT??? 1/T 0 lnD tg QR? ?tgQR ??貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 ? 擴(kuò)散的微觀機(jī)制 ?1 ?2 d d 圓柱體高： d 底面： dS＝ 1 ? 由面 1向面 2流動的凈原子流密度： ? ?1216aj?????? ? ?1216n n d???? 216d d ndx?? ? ? ??：原子在相鄰兩次跳躍的時(shí)間間隔 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 216dD???? 擴(kuò)散系數(shù)的微觀表達(dá)式： ? ?主要由所需等待的時(shí)間來決定 ? 原子擴(kuò)散的微觀機(jī)制： 1）空位機(jī)制：擴(kuò)散原子通過與周圍的空位交換位置 進(jìn)行擴(kuò)散 。 2）間隙原子機(jī)制：擴(kuò)散原子通過從一個(gè)間隙位置跳到 另一個(gè)間隙位置進(jìn)行擴(kuò)散。 3）易位機(jī)制：擴(kuò)散原子通過與周圍幾個(gè)原子同時(shí)交換 位置進(jìn)行擴(kuò)散。 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 1）空位機(jī)制 d＝ a 11Nn????? 擴(kuò)散系數(shù)的表達(dá)式： 221 1 10111 e x p66 Ba n u EDaN k T???? ?? ? ? ? ??????1： 原子每跳一步所需等待的時(shí)間 n1/N ：在擴(kuò)散原子周圍出現(xiàn)空位的概率 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 0 e x pQDDRT???? ????與 比較 ? ?2000 1 116DaQ N u E????? u1小， E1小，擴(kuò)散激活能 Q低，擴(kuò)散就越快 ? 估算： a ~ 3 ?1010 m， ?0 ~ 1012 s1 ? D0理論 ~ 108 m2/s ? D0實(shí)驗(yàn) ~ 104 m2/s ? 原因：有些影響擴(kuò)散過程的因素未考慮 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 ? 對于原子的自擴(kuò)散和晶體中替位式雜質(zhì)或缺位式雜 質(zhì)的異擴(kuò)散，一般可以認(rèn)為是通過空位機(jī)制擴(kuò)散的。 一些元素在 Pb中的擴(kuò)散系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值（ 285186。C ） 元素 Pb Sn Fe Ag Au D0 (104 m2/s) 4 ?102 ?102 ?101 Q (Kcal/mol) D (104 m2/s) 7?1011 ?1010 ?1010 ?108 ?106 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 ２） 間隙原子機(jī)制 d = a 220 e x pBEkT? ? ? ???? ????2 201 e x p6 BEDakT?????????? 填隙式雜質(zhì)在晶體中的擴(kuò)散一般可認(rèn)為是通過間 隙原子機(jī)制擴(kuò)散的。 貴州大學(xué)新型光電子材料與技術(shù)研究所 ? 在一般情況下，雜質(zhì)原子的異擴(kuò)散要比原子自擴(kuò)散快。這是因?yàn)楫?dāng)雜質(zhì)原子取代原晶體中原子所在的格點(diǎn)位置時(shí)，由于兩種原子的大小不同，必然會在雜質(zhì)原子 周圍產(chǎn)生晶格畸變。因此，在雜質(zhì)原子周圍，容易產(chǎn) 生
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