Diffusion auf dem Arsen-Untergitter in Galliumarsenid: Diffusion von Schwefel als Mittel zum Studium der Arsenselbstdiffusion
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Erlangen
Lehrstuhl für Mikrocharakterisierung, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
2001
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
DIFFUSION
IN
HALBLEITERN
7
2.1
DIFFUSIONSBESCHREIBUNG
MIT
DER
KONTINUUMSTHEORIE
.
7
2.1.1
DIE
FICK
'
SCHEN
GLEICHUNGEN
.
7
2.1.2
ANALYTISCHE
LOESUNGEN
DER
2.
FICK
'
SCHEN
GLEICHUNG
.
8
2.2
ATOMISTISCHES
MODELL
DER
DIFFUSION
.
9
2.3
DIFFUSIONSMECHANISMEN
.
11
2.3.1
DIREKTE
DIFFUSIONSMECHANISMEN
.
11
2.3.2
INDIREKTE
DIFFUSIONSMECHANISMEN
.
12
2.3.3
INTERSTITIELLE-SUBSTITUTIONELLE
MECHANISMEN
.
14
2.3.4
GEMISCHTE
MECHANISMEN
.
16
2.3.5
EINFLUSS
DER
EIGENPUNKTDEFEKTE
AUF
DIE
DIFFUSION
.
16
2.3.6
DER
EINFLUSS
EINES
FELDES
AUF
GELADENE
TEILCHEN
.
19
2.3.7
DER
FERMINIVEAUEFFEKT
.
21
3
DAS
SYSTEM
GALLIUMARSENID
23
3.1
THERMODYNAMISCHES
VERHALTEN
VON
GAAS
.
23
3.2
HERLEITUNG
DES
DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEMS
.
28
3.3
ANFANGS-UND
RANDBEDINGUNGEN
.
31
4
EXPERIMENTE
33
4.1
DIFFUSIONSEXPERIMENTE
.
33
4.2
TIEFENPROFILBESTIMMUNG
NACH
DEN
GLUEHEXPERIMENTEN
.
34
4.3
SEKUNDAERIONENMASSENSPEKTROMETRIE
.
35
4.4
KATHODOLUMINESZENZ
.
38
4.5
ELEKTROCHEMISCHE
KAPAZITAETS-SPANNUNGSANALYSE
.
38
IV
INHALTSVERZEICHNIS
5
EXPERIMENTE
ZUR
DIFFUSION
AUF
DEM
ARSEN-UNTERGITTER
IN
GAAS
41
5.1
DERZEITIGER
WISSENSSTAND
.
41
5.2
DIFFUSION
VON
SCHWEFEL
IN
GALLIUMARSENID
.
43
5.2.1
EXPERIMENTE
ZUR
SCHWEFELEINDIFFUSION
.
43
5.2.2
SIMULATION
DER
EXPERIMENTELLEN
DATEN
.
45
5.3
BESTIMMUNG
DER
DIFFUSIVITAETEN
UND
LOESLICHKEITEN
.
53
5.3.1
BESTIMMUNG
DER
EFFEKTIVEN
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
.
53
5.3.2
BESTIMMUNG
DER
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
VON
IJ
UND
I
AS
.
55
5.3.3
BESTIMMUNG
DER
LOESLICHKEITEN
VON
UND
I
AS
.
57
5.3.4
UNTERSCHIED
ZU
FRUEHEREN
ARBEITEN
.
60
6
DIFFUSION
IN
GALNNAS/GAAS-QUANTUM-WELL-STRUKTUREN
63
6.1
PROBENHERSTELLUNG
UND
PRAEPARATION
.
63
6.2
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
.
64
6.2.1
AUSDIFFUSION
VON
N
IN
GALNNAS/GAAS-QUANTUM-WELL-STRUKTUREN
.
65
6.2.2
N
UND
S-DIFFUSION
IN
UEBERGITTERSTRUKTUREN
.
68
7
WEITER
METHODISCHE
UNTERSUCHUNGEN
71
7.1
ELEKTRISCHE
UND
OPTISCHE
MESSUNGEN
.
71
7.2
POSITRONENANNIHILATION
.
74
7.3
MIKRORAMANSPEKTROSKOPIE
.
77
8
DIFFUSION
IN
VERSETZUNGSREICHEN
KRISTALLEN
79
8.1
PROBLEMSTELLUNG
.
79
8.2
EXPERIMENTELLES
.
82
8.3
VERSETZUNGEN
NACH
S-EINDIFFUSION
IN
GAAS
.
'.
.
83
8.4
SIMULATION
EINER
ANREICHERUNG
AN
VERSETZUNGEN
.
86
8.4.1
THEORETISCHE
VORBETRACHTUNG
.
87
8.4.2
DIFFUSION
MIT
DEM
KICK-OUT-MECHANISMUS
.
89
8.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
94
9
ZUSAMMENFASSUNG
97
A
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
1
B
INTRINSISCHE
LADUNGSTRAEGERKONZENTRATION
N,
V
B.L
BERECHNUNG
NACH
CASEY
[CAS73]
.
V
B.2
BERECHNUNG
NACH
BLAKEMORE
[BLA82]
.
VI
INHALTSVERZEICHNIS
V
C
SIMULATIONSPARAMETER
IX
D
DIFFUSIONSPROFILE
DER
SCHWEFELEINDIFFUSION
IN
GAAS
XI
E
PARAMETER
FUER
DIE
SIMULATION
MIT
VERSETZUNGEN
XVII |
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