nlsop/nlsop_dpg_2004.tex

   1 \documentclass[semhelv]{seminar}
   2
   3 \usepackage{verbatim}
   4 \usepackage[german]{babel}
   5 \usepackage[latin1]{inputenc}
   6 \usepackage[T1]{fontenc}
   7 \usepackage{amsmath}
   8 \usepackage{ae}
   9
  10 \usepackage{calc}               % Simple computations with LaTeX variables
  11 \usepackage[hang]{caption2}     % Improved captions
  12 \usepackage{fancybox}           % To have several backgrounds
  13
  14 \usepackage{fancyhdr}           % Headers and footers definitions
  15 \usepackage{fancyvrb}           % Fancy verbatim environments
  16 \usepackage{pstcol}             % PSTricks with the standard color package
  17
  18 \usepackage{graphicx}
  19 \graphicspath{{./img/}}
  20
  21 \usepackage{semcolor}
  22 \usepackage{semlayer}           % Seminar overlays
  23 \usepackage{slidesec}           % Seminar sections and list of slides
  24
  25 \input{seminar.bug}             % Official bugs corrections
  26 \input{seminar.bg2}             % Unofficial bugs corrections
  27
  28 \articlemag{1}
  29
  30 \begin{document}
  31
  32 \extraslideheight{10in}
  33 \slideframe{none}
  34
  35 \def\slideleftmargin{.0in}
  36 \def\sliderightmargin{0in}
  37 \def\slidetopmargin{0in}
  38 \def\slidebottommargin{.2in} % fucking slide number gone now :)
  39
  40 % topic
  41
  42 \begin{slide}
  43 \begin{figure}[t]
  44  \begin{center}
  45   \includegraphics[height=1cm]{ifp.eps}
  46   \\
  47   \includegraphics[height=2cm]{Lehrstuhl-Logo.eps}
  48  \end{center}
  49 \end{figure}
  50 \begin{center}
  51  \large\bf
  52  Monte-Carlo-Simulation der Selbstorganisation amorpher nanometrischer $SiC_x$-Ausscheidungen in Silizium w"ahrend  $C^+$-Ionen-Implantation
  53 \end{center}
  54 \begin{center}
  55  F. Zirkelbach, M. H"aberlen, J. K. N. Lindner und B. Stritzker
  56 \end{center}
  57 \end{slide}
  58
  59 % start of content
  60 \ptsize{8}
  61
  62 \begin{slide}
  63 {\large\bf
  64  Cross-Section TEM-Aufnahme selbstorganisierter amorpher Lamellen
  65 }
  66 \begin{figure}
  67  \begin{center}
  68   \includegraphics[width=10cm]{k393abild1_.eps}
  69   Hellfeld-TEM-Abbildung, $180 keV \textrm{ } C^+ \rightarrow Si(100)$, $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$
  70  \end{center}
  71 \end{figure}
  72 \end{slide}
  73
  74 \begin{slide}
  75 {\large\bf
  76  Modell
  77 }
  78 \begin{figure}
  79  \begin{center}
  80   \includegraphics[width=8cm]{model1_.eps}
  81  \end{center}
  82 \end{figure}
  83 \begin{itemize}
  84  \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen
  85  \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph
  86  \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ Druckspannungen auf Umgebung
  87  \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung
  88  \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff in amorphe Gebiete
  89  \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ bevorzugte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen
  90 \end{itemize}
  91 \end{slide}
  92
  93 \begin{slide}
  94 {\large\bf
  95  Annahmen/N"aherungen
  96 }
  97 \begin{figure}
  98  \begin{picture}(200,0)(-140,80)
  99   \includegraphics[width=7cm]{2pTRIM180C.eps}
 100   %\includegraphics[width=6cm]{implsim_new.eps}
 101  \end{picture}
 102 \end{figure}
 103 \begin{itemize}
 104  \item nukleare Bremskraft und \\ Konzentrationsprofil linear gen"ahert
 105  \item Wahrscheinlichkeit der \\ Amorphisierung $\propto$ nukleare Bremskraft
 106  \item lokale Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\propto$
 107   \[
 108   \left\{
 109    \begin{array}{lll}
 110     \textrm{\textcolor[rgb]{0,1,1}{mittlerer nuklearer Bremskraft}} & \equiv \textrm{\textcolor[rgb]{0,1,1}{ballistische Amorphisierung}, } & b_{ap} \\
 111     \textrm{\textcolor{red}{lokale Kohlenstoffkonzentration}} & \equiv \textrm{\textcolor{red}{kohlenstoffinduzierte Amorphisierung}, } & a_{cp} \\
 112     \textrm{\textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{Druckspannungen}} & \equiv \textrm{\textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{spannungsinduzierte Amorphisierung}, } & a_{ap}
 113    \end{array} \right .
 114   \]
 115 \end{itemize}
 116 \[
 117  \begin{array}{ll}
 118   p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =\textcolor[rgb]{0,1,1}{b_{ap}} + \textcolor{red}{a_{cp} \times c^{lokal}_{Kohlenstoff}} + \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{\sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{Kohlenstoff}}{Abstand\,^2}}\\
 119   p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a}
 120  \end{array}
 121 \]
 122 \end{slide}
 123
 124 \begin{slide}
 125 {\large\bf
 126  Simulation
 127 }
 128 \begin{figure}
 129  \begin{center}
 130   \includegraphics[width=7cm]{gitter.eps}
 131  \end{center}
 132 \end{figure}
 133 Dreiteilung des Simulationsalgorithmus:
 134 \begin{enumerate}
 135  \item Amorphisierung/Rekristallisation
 136  \item Einbau des implantierten Kohlenstoffions ins Silizium-Target
 137  \item Diffusionsprozess
 138 \end{enumerate}
 139 \end{slide}
 140
 141 \begin{slide}
 142 {\large\bf
 143  1) Amorphisierung/Rekristallisation
 144 }
 145 \begin{itemize}
 146  \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess entsprechend nuklearer Bremskraft
 147  \item Berechnung der lokalen Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit $p_{c \rightarrow a}$ und $p_{a \rightarrow c}$
 148  \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl
 149 \end{itemize}
 150 \vspace{24pt}
 151 {\large\bf
 152  2) Einbau des implantierten Kohlenstoffions
 153 }
 154  \begin{picture}(200,0)(-180,100)
 155   \includegraphics[width=6cm]{sim_window.eps}
 156  \end{picture}
 157 \begin{itemize}
 158  \item $\textrm{gesamter Kohlenstoff} < \textrm{steps} \times c_{ratio}$
 159  \item gewichtete Wahl der Koordinaten \\ f"ur Kohlenstofferh"ohung
 160 \end{itemize}
 161 \vspace{24pt}
 162 \end{slide}
 163
 164 \begin{slide}
 165 {\large\bf
 166  3) Diffusion \\
 167 }
 168 Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt.
 169 \begin{itemize}
 170  \item Diffusion im Kristallinen:
 171   \[
 172    \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc}
 173   \]
 174  \item Diffusion von kristallinen in amorphe Gebiete:
 175   \[
 176    \Delta c =  c_C(Nachbar) \times dr_{ac}
 177   \]
 178 \end{itemize}
 179 {\large\bf
 180  Variierte Parameter
 181 }
 182 \begin{itemize}
 183  \item Schrittzahl
 184  \item Amorphisierung beschreibende Parameter
 185  \item Diffusionsgeschwindigkeit und Diffusionsrate
 186  \item Diffusion in $z$-Richtung
 187  \item rein kristalline Diffusion
 188 \end{itemize}
 189 \end{slide}
 190
 191 \begin{slide}
 192 {\large\bf
 193  Ergebnisse
 194 }
 195 \begin{itemize}
 196  \item \textcolor[rgb]{1,0,0}{Lamellare Strukturen}
 197  \item Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen:
 198   \begin{itemize}
 199    \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungswahrscheinlichkeiten
 200    \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung
 201    \begin{figure}
 202     \begin{center}
 203      \includegraphics[height=5cm]{mit_ohne_diff.eps}
 204     \end{center}
 205    \end{figure}
 206   \end{itemize}
 207  \end{itemize}
 208 \end{slide}
 209
 210 \begin{slide}
 211 {\large\bf
 212  Ergebnisse \\
 213 }
 214 H"ohere Diffusionsrate $\rightarrow$ gr"o"serer Tiefenbereich
 215 \begin{figure}
 216  \begin{center}
 217   \includegraphics[height=6cm]{high_low_ac-diff.eps}
 218  \end{center}
 219 \end{figure}
 220 \end{slide}
 221
 222 \begin{slide}
 223 {\large\bf
 224  Ergebnisse \\
 225 }
 226 Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen.
 227 \begin{figure}
 228  \begin{picture}(100,60)(-40,40)
 229   \includegraphics[width=6cm]{z_z_plus_1.eps}
 230  \end{picture}
 231  \begin{picture}(200,20)(-200,5)
 232   Amorph/Kristalline Darstellung
 233  \end{picture}
 234  \begin{picture}(100,60)(-45,40)
 235   \includegraphics[width=5cm]{c_conc_z_z_plus_1.eps}
 236  \end{picture}
 237  \begin{picture}(200,20)(-200,12)
 238   Kohlenstoffverteilung
 239  \end{picture}
 240 \end{figure}
 241 \end{slide}
 242
 243 \begin{slide}
 244 {\large\bf
 245  Vergleich mit TEM-Aufnahme \\
 246 }
 247 \begin{figure}
 248  \begin{center}
 249   \includegraphics[height=6cm]{if_cmp2.eps}
 250  \end{center}
 251 \end{figure}
 252 \end{slide}
 253
 254 \begin{slide}
 255 {\large\bf
 256  Zusammenfassung
 257 }
 258 \begin{itemize}
 259  \item Einfaches Modell zur Erzeugung selbstorganisierter amorpher Ausscheidungen
 260  \item lamellare Strukturen durch Simulation nachvollziehbar
 261 \end{itemize}
 262 \vspace{32pt}
 263 {\large\bf
 264  Ausblick
 265 }
 266 \begin{itemize}
 267  \item Zusammenhang zwischen Simulations- und Implantationsparametern
 268  \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes)
 269  \item Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung
 270 \end{itemize}
 271 \vspace{32pt}
 272 %\begin{flushleft}
 273 % {\small Folien und Quellcode: http://www.physik.uni-augsburg.de/\~{}zirkelfr/} \\
 274 % {\small Email: frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de}
 275 %\end{flushleft}
 276 \end{slide}
 277
 278 \end{document}