\begin{block}{Funktionsweise}
\begin{itemize}
\item Ionisation des Atoms/Molek"uls
- \item Beschleunigung im elektrischen Feld ($500 \, eV - 1 \, GeV$)
+ \item Beschleunigung im elektrischen Feld ($10^2 \, eV - \, GeV$)
\item Bestrahlung eines Festk"orpers
\end{itemize}
\end{block}
\pause
\item Energieverlust durch St"o"se
\pause
- \item Terminiert wenn $E_{Ion} < E_d$
+ \item Terminiert wenn $E_{Ion} < E_k$
\pause
\item Abbildung von Zufallszahlen auf:
\begin{itemize}
\end{itemize}
\end{block}
\pause
- \begin{block}{Sputterablauf alle $s$ Schritte}
+ \begin{block}{Sputterablauf alle $S$ Schritte}
\begin{itemize}
\pause
\item Kopiere Inhalt von Ebene $i$ nach Ebene $i-1$\\
- $i \in Z,Z-1,\ldots,2$
+ $i = 2,3,\ldots,Z-1,Z$
\pause
\item Setze Status jedes Volumens in Ebene $Z$ kristallin
\pause
\begin{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
- \framesubtitle{Erste Simulationen}
+ \framesubtitle{Erste Simulationen, $s=3 \times 10^5$, $p_c=0$}
\begin{center}
\includegraphics[width=10cm]{first_sims.eps}
\end{center}
\scriptsize{
$\Rightarrow$ Abbruchradius $r=5$\\
$\Rightarrow$ niedrige Simulationsparameter\\
- $\Rightarrow$ gro"se Anzahl an Durchl"aufen\\}
+ $\Rightarrow$ gro"se Anzahl an Durchl"aufen $\rightarrow$ $2$ bzw. $3 \times 10^7$\\}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
- \framesubtitle{Vergleich mit TEM-Aufnahme}
+ \framesubtitle{Vergleich mit TEM-Aufnahme, $p_b=0$, $p_c=0.0001$, $p_s=0.003$, $d_v=10$, $d_r=0.5$}
\color{red}{Lamellare Strukturen}
\begin{center}
\includegraphics[width=10cm]{if_cmp3.eps}
\begin{columns}
\column{6cm}
\includegraphics[width=6cm]{diff_einfluss.eps}
+ \scriptsize{$p_b=0$, $p_c=0.0001$, $p_s=0.004$, $d_v=10$}
\column{6cm}
\includegraphics[width=6cm]{diff_einfluss_ls.eps}
\end{columns}
\frametitle{Ergebnisse}
\framesubtitle{Einfluss der Diffusionsgeschwindigkeit $d_v$}
\begin{columns}
- \column{8cm} \includegraphics[width=8cm]{low_to_high_dv.eps}
+ \column{8cm}
+ \includegraphics[width=8cm]{low_to_high_dv.eps}
+ \scriptsize{$p_b=0$, $p_c=0.0001$, $p_s=0.003$, $d_r=0.5$}
\column{4cm} \includegraphics[width=4cm]{ls_dv_cmp.eps}
\end{columns}
\end{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
\framesubtitle{Einfluss der Druckspannung}
\begin{columns}
- \column{8cm} \includegraphics[width=8cm]{high_to_low_a.eps}
+ \column{8cm}
+ \includegraphics[width=8cm]{high_to_low_a.eps}
+ \scriptsize{$p_b=0$, $p_c=0.0001$, $d_v=10$, $d_r=0.5$}
\column{4cm}
\includegraphics[width=4cm]{ps_einfluss_ls.eps}
\begin{center}
\begin{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
\framesubtitle{Kohlenstoffverteilung an den Grenzfl"achen zur amorphen Schicht}
- \begin{center}
\scriptsize{
+ \begin{center}
+ Experiment\\
\begin{tabular}{|c|c|c|}
\hline
Dosis & \begin{minipage}{3.5cm} \begin{center} $C$-Konzentration an vorderer Grenzfl"ache \end{center} \end{minipage} & \begin{minipage}{3.5cm} \begin{center} $C$-Konzentration an hinterer Grenzfl"ache \end{center} \end{minipage} \\
\hline
$3,4 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 14 $at. \%$ & 12 $at. \%$ \\
\hline
- \end{tabular}\\
- Experiment\\
+ \end{tabular}
+ \end{center}
+ \begin{center}
+ Simulation\\
\begin{tabular}{|c|c|c|c|}
\hline
Durchl"aufe & \begin{minipage}{2.5cm} \begin{center} "aquivalente Dosis \end{center} \end{minipage} & \begin{minipage}{3cm} \begin{center} $C$-Konzentration an vorderer Grenzfl"ache \end{center} \end{minipage} & \begin{minipage}{3cm} \begin{center} $C$-Konzentration an hinterer Grenzfl"ache \end{center} \end{minipage} \\
$159 \times 10^6$ & $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 17,28 $at. \%$ & 17,73 $at. \%$ \\
\hline
\end{tabular}\\
- Simulation}
- \end{center}
+ \end{center}}
\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
\framesubtitle{Variation der Simulationsparameter}
+ \begin{columns}
+ \column{8.5cm}
+ \includegraphics[width=8.5cm]{var_sim_paramters.eps}
+ \column{0.5cm}
+ \column{3cm}
+ \scriptsize{
+ \[
+ \begin{array}{ccl}
+ p_b & = & 0.01 \\
+ p_c & = & 0.001 \\
+ p_s & = & 0.0001 \\
+ d_r & = & 0.05 \\
+ d_v & = & 10^6 \\
+ s & = & 158 \times 10^6
+ \end{array}
+ \]
+ }
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Zusammenfassung, Version 2}
+ \begin{itemize}
+ \item Modell/Simulation reproduziert die dosisabh"angige Bildung der amorphern Phasen
+ \item Gute "Ubereinstimmung zwischen Experiment und Simulation (bis auf $30 \, nm$-Shift)
+ \item Entwicklung der Grenzfl"achen und lamellaren Ausscheidungen reproduzierbar
+ \item "Ubereinstimmung der Kohlenstoffkonzentration an den Grenzfl"achen
+ \item Detailierte Untersuchungen zur Kohlenstoffkonzentration und zur genauen Struktur der Ausscheidungen
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+ \subsection{Herstellung breiter Bereiche mit lamellarer Struktur}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Herstellung breiter lamellarer Bereiche durch einen zweiten Implantationsschritt}
+ \begin{columns}
+ \column{5cm}
+ \begin{block}{Idee}
+ \begin{itemize}
+ \item Grundlage: $180 \, keV$ $C^+$-implantiertes $Si$-Target
+ \item Target durchgehend kristallin (Implantation bei h"oherer Temperatur)
+ \item Bestrahlung mit $2 \, MeV$ $C^+$-Ionen bei $T=150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$
+ \end{itemize}
+ \end{block}
+ \column{7cm}
+ \includegraphics[width=7cm]{carbon_sim.eps}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Nukleares Brmeskraft- und Implantationsprofil von $2 \, MeV$ $C^+ \rightarrow Si$}
+ \begin{columns}
+ \column{6cm}
+ \includegraphics[width=6cm]{nel_2mev.eps}
+ \begin{center}
+ Nukleare Bremskraft $2 \, MeV$ $C^+ \rightarrow Si$
+ \end{center}
+ \column{6cm}
+ \includegraphics[width=6cm]{impl_2mev.eps}
+ \begin{center}
+ Implantationsprofil $2 \, MeV$ $C^+ \rightarrow Si$
+ \end{center}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Ergebnisse des zweiten Implantationsschrittes mit $2 \, MeV$ $C^+$-Ionen}
+ \scriptsize{
\begin{center}
- \includegraphics[width=9cm]{var_sim_paramters.eps}
+ Grundlage: $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$ $180 \, keV$ $C^+$-Implantation\\
+ \includegraphics[width=8cm]{2nd_impl_4_3.eps}
\end{center}
+ }
\end{frame}
- \subsection{Herstellung breiter Bereiche mit lamellarer Struktur}
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Ergebnisse des zweiten Implantationsschrittes mit $2 \, MeV$ $C^+$-Ionen}
+ \scriptsize{
+ \begin{center}
+ Grundlage: $1.1 \times 10^{17} cm^{-2}$ $180 \, keV$ $C^+$-Implantation\\
+ \includegraphics[width=8cm]{2nd_impl_1_1.eps}
+ \end{center}
+ }
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Herstellung noch breiterer lamellarer Bereiche durch Mehrfachimplantation}
+ \begin{columns}
+ \column{7cm}
+ \includegraphics[width=7cm]{multiple_impl_cp.eps}
+ \column{5cm}
+ \begin{block}{Idee}
+ \begin{itemize}
+ \item breite, konstante, kastenf"ormige Verteilung des Kohlenstoffs
+ \item Mehrfachimplantation, Energien zwischen $180$ und $10 \, keV$
+ \item Konzentrationsmaximum: $10 \, at.\%$
+ \item Bestrahlung mit $2\, MeV$ $C^+$-Ionen
+ \end{itemize}
+ \end{block}
+ \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+ \frametitle{Ergebnisse}
+ \framesubtitle{Ergebniss der $2\, MeV$ $C^+$-Bestrahlung}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=11cm]{multiple_impl.eps}
+ \end{center}
+\end{frame}
\begin{frame}
\frametitle{Ergebnisse}
- \framesubtitle{Zweiter Implantationsschritt}
+ \framesubtitle{Ergebniss der $2\, MeV$ $C^+$-Bestrahlung}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=10cm]{multiple_ls.eps}
+ \end{center}
\end{frame}
\section{Zusammenfassung und Ausblick}
+ \subsection{Zusammenfassung}
+
\begin{frame}
\frametitle{Zusammenfassung}
+ \begin{itemize}
+ \pause
+ \item Experiemntell beobachtete selbstorganisierte Anordnung amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen
+ \pause
+ \item Modell zur Beschreibung des Selbstorganisationsvorganges
+ \pause
+ \item Implementierung in einen Monte-Carlo-Simulationscode
+ \pause
+ \item Ergebnisse der Simulation reproduzieren die experiemntellen Befunde
+ \pause
+ \item Detailierte Untersuchungen zur Kohlenstoffkonzentration und zur Struktur der Ausscheidungen m"oglich
+ \pause
+ \item Vorhersage zur Herstellung gro"ser Bereiche lamellar geordneter Strukturen
+ \end{itemize}
\end{frame}
+ \subsection{Ausblick}
+
\begin{frame}
\frametitle{Ausblick}
+ \begin{itemize}
+ \pause
+ \item Simulation: Variation der Ionensorte/Temperatur\\
+ \footnotesize{
+ $\rightarrow$ Abh"angigkeit der Simulationsparameter vom Materialsystem\\
+ $\rightarrow$ Abh"angigkeit der Simulationsparameter von der Temperatur}
+ \pause
+ \normalsize{
+ \item Experimentell: "Uberpr"ufung der Vorhersage
+ }
+ \end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
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