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M: Metallphysik

M 37: Diffusion und Punktdefekte II

M 37.4: Vortrag

Donnerstag, 27. März 2003, 12:30–12:45, IFW B

Diffusion von ³¹Si in MoSi₂ — •Marcel Salamon¹, Andreas Strohm², Thilo Voss², Werner Frank², Sergiy Divinski¹ und Helmut Mehrer¹ — ¹Institut für Materialphysik, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Wilhelm-Klemm-Straße 10, 48149 Münster — ²Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstr. 3, 70569 Stuttgart.

Die Selbstdiffusion von Silizium in MoSi₂ wurde mit Hilfe der Radiotracermethode untersucht. Als Tracer wurde das mit einer Halbwertszeit von 2,6 h sehr kurzlebige Isotop ³¹Si verwendet. Das Isotop wurde am IGISOL Beschleuniger der Universität Jyväskylä (Finnland) erzeugt und in die Proben implantiert. Die Diffusionsuntersuchungen wurden direkt im Anschluss am gleichen Ort durchgeführt. Aufgrund der tetragonalen Kristallstruktur C11_b von MoSi₂ wurden die Diffusionskoeffizienten sowohl senkrecht als auch parallel zur tetragonalen Achse an Einkristallen gemessen. Im untersuchten Temperaturbereich von 840 K bis 1120 K findet man ein lineares Arrheniusverhalten mit den Aktivierungsenthalpien Q=190 kJmol⁻¹ für die <100> und Q=250 kJmol⁻¹ für die <001> Richtung. Die Diffusion senkrecht zur tetragonalen Achse ist etwa 1 bis 2 Größenordnungen schneller als parallel dazu. Mittels Monte-Carlo-Simulationen wurden die Korrelationsfaktoren für einen Leerstellenmechanismus und das Anisotropieverhältnis der Silizium-Diffusion ermittelt. Ein Vergleich mit dem gemessenen Anisotropieverhältnis erlaubt Rückschlüsse auf die Sprungfrequenzen der Silizium-Leerstelle. Die Ergebnisse der Silizium-Selbstdiffusion werden mit früheren Untersuchungen der Germanium-Fremddiffusion im selben Material verglichen.