Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 28: Gitterdynamik

HL 28.1: Vortrag

Donnerstag, 20. März 1997, 10:30–10:45, H4

Ab initio Molekulardynamik-Studie zur Gallium-Selbstdiffusion in GaAs — •Michel Bockstedte und Matthias Scheffler — Fritz-Haber-Institut der MPG, Faradayweg 4-6, D-14195 Berlin-Dahlem

Selbstdiffusion in GaAs ist ein fundamentaler Prozeß, dessen Aufklärung ein Schlüssel zum Verständnis von Interdiffusionsvorgängen in Heterostrukturen darstellt. Experimente [1] haben gezeigt, daß die Diffusion von Gallium-Leerstellen dominant zur Gallium Selbstdiffusion beiträgt. Die aus Interdiffusionsmessungen an GaAlAs-Heterostrukturen [1] und an Isotopheterostrukturen [2] bestimmten Gallium Diffusionskonstanten unterscheiden sich signifikant. Gleichzeitig ist die Frage, ob die Gallium Leerstelle alleine auf dem Gallium-Untergitter diffundiert oder über Nächste-Nachbar-Sprünge, bisher offen. Mittels ab initio Molekulardynamik-Simulationen haben wir den Migrationsmechanismus untersucht und die Selbstdiffusionskonstante bestimmt. Die Simulationen und die Analyse der gefundenen Ereignisse zeigen, daß eine Diffusion mittels Nächste-Nachbar-Sprünge auszuschließen ist. Geleitet von unseren Simulationen diskutieren wir den Übernächsten-Nachbar-Sprung. Die aus der Freien Bildungsenergie der Leerstelle und der Sprungrate dieses Mechanismus erhaltene Selbstdiffusionskonstante ist in guter Übereinstimmung zu dem an Isotopheterostrukturen erhaltenen Resultat [2].

[1] T. Y. Tan et al., Rev. Solid State Mater. Sci. 17, 47 (1991)

[2] L. Wang et al., Phys. Rev. Lett. 76, 2342 (1996)