changed to bibitem list
[lectures/latex.git] / posic / publications / emrs2012.tex
index 5a4433a..92d93be 100644 (file)
 Results of atomistic simulations aimed at understanding precipitation of the highly attractive wide band gap semiconductor material silicon carbide in silicon are presented.
 The study involves a systematic investigation of intrinsic and carbon-related defects as well as defect combinations and defect migration by both, quantum-mechanical first-principles as well as empirical potential methods.
 Comparing formation and activation energies, ground-state structures of defects and defect combinations as well as energetically favorable agglomeration of defects are predicted.
-Moreover, the highly accurate {\em ab initio} calculations unveil limitations of the analytical method based on a Tersoff-like bond order potential.
+Moreover, accurate {\em ab initio} calculations unveil limitations of the analytical method based on a Tersoff-like bond order potential.
 A work-around is proposed in order to subsequently apply the highly efficient technique on large structures not accessible by first-principles methods.
 The outcome of both types of simulation provides a basic microscopic understanding of defect formation and structural evolution particularly at non-equilibrium conditions strongly deviated from the ground state as commonly found in SiC growth processes.
-A possible precipitation mechanism, which conforms well to experimental findings clarifying contradictory views present in the literature is outlined.
+A possible precipitation mechanism, which conforms well to experimental findings and clarifies contradictory views present in the literature is outlined.
 }
 
 \maketitle
@@ -315,8 +315,8 @@ Fig.~\ref{fig:tot} shows the resulting radial distribution functions of Si-C bon
 \end{figure}
 Although not intended, a transformation from a structure dominated by C$_{\text{i}}$ into a structure consisting of C$_{\text{s}}$ with increasing temperature can clearly be observed if compared with the radial distribution of C$_{\text{s}}$ in c-Si.
 
-Thus, the C$_{\text{s}}$ defect and resulting stretched coherent structures of SiC, must be considered to play an important role in the IBS at elevated temperatures.
-This, in fact, satisfies experimental findings of annealing experiments \cite{strane94,nejim95,serre95} and as well as the previous DFT results, which suggest C$_{\text{s}}$ to be involved at higher temperatures and in conditions that deviate the system out of the thermodynamic ground state.
+Thus, the C$_{\text{s}}$ defect and resulting stretched coherent structures of SiC must be considered to play an important role in the IBS at elevated temperatures.
+This, in fact, satisfies experimental findings of annealing experiments \cite{strane94,nejim95,serre95} as well as previous DFT results, which suggest C$_{\text{s}}$ to be involved at higher temperatures and in conditions that deviate the system out of the thermodynamic ground state.
 
 \section{Summary and discussion}
 
@@ -333,8 +333,321 @@ Rearrangement of stable C$_{\text{s}}$ is enabled by excess Si$_{\text{i}}$, whi
 We gratefully acknowledge financial support by the Bayerische Forschungsstiftung (Grant No. DPA-61/05) and the Deutsche Forschungsgemeinschaft (Grant No. DFG SCHM 1361/11).
 \end{acknowledgement}
 
-\bibliography{../../bibdb/bibdb}{}
-\bibliographystyle{pss.bst}
+%\bibliography{../../bibdb/bibdb}{}
+%\bibliographystyle{pss.bst}
 
-\end{document}
 
+\providecommand{\WileyBibTextsc}{}
+\let\textsc\WileyBibTextsc
+\providecommand{\othercit}{}
+\providecommand{\jr}[1]{#1}
+\providecommand{\etal}{~et~al.}
+
+
+\begin{thebibliography}{[10]}
+
+\bibitem{edgar92}% article
+ \textsc{J.\,H. Edgar}\iffalse Prospects for device implementation of wide band
+  gap semiconductors\fi,
+ \jr{J. Mater. Res.} \textbf{7}(January), 235 (1992).
+
+
+\bibitem{capano97}% article
+ \textsc{M.\,A. Capano} and  \textsc{R.\,J. Trew}\iffalse Silicon carbide
+  electronic materials and devices\fi,
+ \jr{MRS Bull.} \textbf{22}(3), 19--22 (1997).
+
+
+\othercit
+\bibitem{park98}% book
+ \textsc{Y.\,S. Park},
+Si{C} Materials and Devices (Academic Press, San Diego, 1998).
+
+
+\bibitem{borders71}% article
+ \textsc{J.\,A. Borders},  \textsc{S.\,T. Picraux},  and
+  \textsc{W.~Beezhold}\iffalse {FORMATION} {OF} si{C} {IN} {SILICON} {BY} {ION}
+  {IMPLANTATION}\fi,
+ \jr{Appl. Phys. Lett.} \textbf{18}(11), 509--511 (1971).
+
+
+\bibitem{lindner01}% article
+ \textsc{J.\,K.\,N. Lindner}\iffalse Ion beam synthesis of buried si{C} layers
+  in silicon: Basic physical processes\fi,
+ \jr{Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B} \textbf{178}(1-4), 44--54 (2001).
+
+
+\othercit
+\bibitem{werner96}% inproceedings
+ \textsc{P.~Werner},  \textsc{R.~K{\"{o}}gler},  \textsc{W.~Skorupa},  and
+  \textsc{D.~Eichler},
+{TEM} investigation of {C}-si defects in carbon implanted silicon,
+ in: Proceedings of the 11th International Conference on Ion Implantation
+  Technology.,  (June 1996),  pp.\,675--678.
+
+
+\bibitem{lindner99_2}% article
+ \textsc{J.\,K.\,N. Lindner} and  \textsc{B.~Stritzker}\iffalse Mechanisms in
+  the ion beam synthesis of si{C} layers in silicon\fi,
+ \jr{Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B} \textbf{148}(1-4), 528--533 (1999).
+
+
+\bibitem{koegler03}% article
+ \textsc{R.~K{\"{o}}gler},  \textsc{F.~Eichhorn},  \textsc{J.\,R. Kaschny},
+  \textsc{A.~M{\"{u}}cklich},  \textsc{H.~Reuther},  \textsc{W.~Skorupa},
+  \textsc{C.~Serre},  and  \textsc{A.~Perez-Rodriguez}\iffalse Synthesis of
+  nano-sized si{C} precipitates in si by simultaneous dual-beam implantation of
+  {C}+ and si+ ions\fi,
+ \jr{Appl. Phys. A} \textbf{76}(March), 827--835 (2003).
+
+
+\bibitem{strane94}% article
+ \textsc{J.\,W. Strane},  \textsc{H.\,J. Stein},  \textsc{S.\,R. Lee},
+  \textsc{S.\,T. Picraux},  \textsc{J.\,K. Watanabe},  and  \textsc{J.\,W.
+  Mayer}\iffalse Precipitation and relaxation in strained si[sub 1 - y]{C}[sub
+  y]/si heterostructures\fi,
+ \jr{J. Appl. Phys.} \textbf{76}(6), 3656--3668 (1994).
+
+
+\bibitem{nejim95}% article
+ \textsc{A.~Nejim},  \textsc{P.\,L.\,F. Hemment},  and
+  \textsc{J.~Stoemenos}\iffalse Si{C} buried layer formation by ion beam
+  synthesis at 950 [degree]{C}\fi,
+ \jr{Appl. Phys. Lett.} \textbf{66}(20), 2646--2648 (1995).
+
+
+\bibitem{serre95}% article
+ \textsc{C.~Serre},  \textsc{A.~P\'{e}rez-Rodr\'{\i}guez},
+  \textsc{A.~Romano-Rodr\'{\i}guez},  \textsc{J.\,R. Morante},
+  \textsc{R.~K{\"{o}}gler},  and  \textsc{W.~Skorupa}\iffalse Spectroscopic
+  characterization of phases formed by high-dose carbon ion implantation in
+  silicon\fi,
+ \jr{J. Appl. Phys.} \textbf{77}(7), 2978--2984 (1995).
+
+
+\bibitem{bar-yam84}% article
+ \textsc{Y.~Bar-Yam} and  \textsc{J.\,D. Joannopoulos}\iffalse Barrier to
+  migration of the silicon self-interstitial\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{52}(13), 1129--1132 (1984).
+
+
+\bibitem{car84}% article
+ \textsc{R.~Car},  \textsc{P.\,J. Kelly},  \textsc{A.~Oshiyama},  and
+  \textsc{S.\,T. Pantelides}\iffalse Microscopic theory of atomic diffusion
+  mechanisms in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{52}(20), 1814--1817 (1984).
+
+
+\bibitem{bloechl93}% article
+ \textsc{P.\,E. Bl{\"o}chl},  \textsc{E.~Smargiassi},  \textsc{R.~Car},
+  \textsc{D.\,B. Laks},  \textsc{W.~Andreoni},  and  \textsc{S.\,T.
+  Pantelides}\iffalse First-principles calculations of self-diffusion constants
+  in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{70}(16), 2435--2438 (1993).
+
+
+\bibitem{tang97}% article
+ \textsc{M.~Tang},  \textsc{L.~Colombo},  \textsc{J.~Zhu},  and  \textsc{T.\,D.
+  de\,la Rubia}\iffalse Intrinsic point defects in crystalline silicon:
+  Tight-binding molecular dynamics studies of self-diffusion,
+  interstitial-vacancy recombination, and formation volumes\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{55}(21), 14279--14289 (1997).
+
+
+\bibitem{leung99}% article
+ \textsc{W.\,K. Leung},  \textsc{R.\,J. Needs},  \textsc{G.~Rajagopal},
+  \textsc{S.~Itoh},  and  \textsc{S.~Ihara}\iffalse Calculations of silicon
+  self-interstitial defects\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{83}(12), 2351--2354 (1999).
+
+
+\bibitem{al-mushadani03}% article
+ \textsc{O.\,K. Al-Mushadani} and  \textsc{R.\,J. Needs}\iffalse Free-energy
+  calculations of intrinsic point defects in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{68}(23), 235205 (2003).
+
+
+\bibitem{hobler05}% article
+ \textsc{G.~Hobler} and  \textsc{G.~Kresse}\iffalse Ab initio calculations of
+  the interaction between native point defects in silicon\fi,
+ \jr{Mater. Sci. Eng., B} \textbf{124-125}, 368--371 (2005),
+EMRS 2005, Symposium D - Materials Science and Device Issues for Future
+  Technologies.
+
+
+\bibitem{sahli05}% article
+ \textsc{B.~Sahli} and  \textsc{W.~Fichtner}\iffalse Ab initio molecular
+  dynamics simulation of self-interstitial diffusion in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{72}(24), 245210 (2005).
+
+
+\bibitem{posselt08}% article
+ \textsc{M.~Posselt},  \textsc{F.~Gao},  and  \textsc{H.~Bracht}\iffalse
+  Correlation between self-diffusion in si and the migration mechanisms of
+  vacancies and self-interstitials: An atomistic study\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{78}(3), 035208 (2008).
+
+
+\bibitem{ma10}% article
+ \textsc{S.~Ma} and  \textsc{S.~Wang}\iffalse Ab initio study of self-diffusion
+  in silicon over a wide temperature range: Point defect states and migration
+  mechanisms\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{81}(19), 193203 (2010).
+
+
+\bibitem{tersoff90}% article
+ \textsc{J.~Tersoff}\iffalse Carbon defects and defect reactions in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{64}(15), 1757--1760 (1990).
+
+
+\bibitem{dal_pino93}% article
+ \textsc{A.~{Dal Pino}},  \textsc{A.\,M. Rappe},  and  \textsc{J.\,D.
+  Joannopoulos}\iffalse Ab initio investigation of carbon-related defects in
+  silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{47}(19), 12554--12557 (1993).
+
+
+\bibitem{capaz94}% article
+ \textsc{R.\,B. Capaz},  \textsc{A.~{Dal Pino}},  and  \textsc{J.\,D.
+  Joannopoulos}\iffalse Identification of the migration path of interstitial
+  carbon in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{50}(11), 7439--7442 (1994).
+
+
+\bibitem{burnard93}% article
+ \textsc{M.\,J. Burnard} and  \textsc{G.\,G. DeLeo}\iffalse Interstitial carbon
+  and the carbon-carbon pair in silicon: Semiempirical electronic-structure
+  calculations\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{47}(16), 10217--10225 (1993).
+
+
+\bibitem{leary97}% article
+ \textsc{P.~Leary},  \textsc{R.~Jones},  \textsc{S.~{\"O}berg},  and
+  \textsc{V.\,J.\,B. Torres}\iffalse Dynamic properties of interstitial carbon
+  and carbon-carbon pair defects in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{55}(4), 2188--2194 (1997).
+
+
+\bibitem{capaz98}% article
+ \textsc{R.\,B. Capaz},  \textsc{A.~{Dal Pino}},  and  \textsc{J.\,D.
+  Joannopoulos}\iffalse Theory of carbon-carbon pairs in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{58}(15), 9845--9850 (1998).
+
+
+\bibitem{mattoni2002}% article
+ \textsc{A.~Mattoni},  \textsc{F.~Bernardini},  and
+  \textsc{L.~Colombo}\iffalse Self-interstitial trapping by carbon complexes in
+  crystalline silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{66}(19), 195214 (2002).
+
+
+\bibitem{kresse96}% article
+ \textsc{G.~Kresse} and  \textsc{J.~Furthm{\"{u}}ller}\iffalse Efficiency of
+  ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a
+  plane-wave basis set\fi,
+ \jr{Comput. Mater. Sci.} \textbf{6}(1), 15--50 (1996).
+
+
+\bibitem{perdew86}% article
+ \textsc{J.\,P. Perdew} and  \textsc{Y.~Wang}\iffalse Accurate and simple
+  density functional for the electronic exchange energy: Generalized gradient
+  approximation\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{33}(12), 8800--8802 (1986).
+
+
+\bibitem{perdew92}% article
+ \textsc{J.\,P. Perdew},  \textsc{J.\,A. Chevary},  \textsc{S.\,H. Vosko},
+  \textsc{K.\,A. Jackson},  \textsc{M.\,R. Pederson},  \textsc{D.\,J. Singh},
+  and  \textsc{C.~Fiolhais}\iffalse Atoms, molecules, solids, and surfaces:
+  Applications of the generalized gradient approximation for exchange and
+  correlation\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{46}(11), 6671--6687 (1992).
+
+
+\bibitem{hamann79}% article
+ \textsc{D.\,R. Hamann},  \textsc{M.~Schl{\"u}ter},  and
+  \textsc{C.~Chiang}\iffalse Norm-conserving pseudopotentials\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{43}(20), 1494--1497 (1979).
+
+
+\bibitem{vanderbilt90}% article
+ \textsc{D.~Vanderbilt}\iffalse Soft self-consistent pseudopotentials in a
+  generalized eigenvalue formalism\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{41}(11), 7892--7895 (1990).
+
+
+\bibitem{kaukonen98}% article
+ \textsc{M.~Kaukonen},  \textsc{P.\,K. Sitch},  \textsc{G.~Jungnickel},
+  \textsc{R.\,M. Nieminen},  \textsc{S.~P{\"o}ykk{\"o}},  \textsc{D.~Porezag},
+  and  \textsc{T.~Frauenheim}\iffalse Effect of {N} and {B} doping on the
+  growth of {CVD} diamond $(100):{H}(2\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}1)$
+  surfaces\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{57}(16), 9965--9970 (1998).
+
+
+\bibitem{albe_sic_pot}% article
+ \textsc{P.~Erhart} and  \textsc{K.~Albe}\iffalse Analytical potential for
+  atomistic simulations of silicon, carbon, and silicon carbide\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{71}(3), 035211 (2005).
+
+
+\bibitem{berendsen84}% article
+ \textsc{H.\,J.\,C. Berendsen},  \textsc{J.\,P.\,M. Postma},  \textsc{W.\,F.
+  van Gunsteren},  \textsc{A.~DiNola},  and  \textsc{J.\,R. Haak}\iffalse
+  Molecular dynamics with coupling to an external bath\fi,
+ \jr{J. Chem. Phys.} \textbf{81}(8), 3684--3690 (1984).
+
+
+\bibitem{verlet67}% article
+ \textsc{L.~Verlet}\iffalse Computer {"}experiments{"} on classical fluids.
+  {I}. thermodynamical properties of lennard-jones molecules\fi,
+ \jr{Phys. Rev.} \textbf{159}(1), 98 (1967).
+
+
+\bibitem{watkins76}% article
+ \textsc{G.\,D. Watkins} and  \textsc{K.\,L. Brower}\iffalse {EPR} observation
+  of the isolated interstitial carbon atom in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. Lett.} \textbf{36}(22), 1329--1332 (1976).
+
+
+\bibitem{song90}% article
+ \textsc{L.\,W. Song} and  \textsc{G.\,D. Watkins}\iffalse {EPR} identification
+  of the single-acceptor state of interstitial carbon in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{42}(9), 5759--5764 (1990).
+
+
+\bibitem{lindner06}% article
+ \textsc{J.\,K.\,N. Lindner},  \textsc{M.~H{\"a}berlen},
+  \textsc{G.~Thorwarth},  and  \textsc{B.~Stritzker}\iffalse On the balance
+  between ion beam induced nanoparticle formation and displacive precipitate
+  resolution in the {C}-si system\fi,
+ \jr{Mater. Sci. Eng., C} \textbf{26}(5-7), 857--861 (2006),
+Current Trends in Nanoscience - from Materials to Applications.
+
+
+\bibitem{tipping87}% article
+ \textsc{A.\,K. Tipping} and  \textsc{R.\,C. Newman}\iffalse The diffusion
+  coefficient of interstitial carbon in silicon\fi,
+ \jr{Semicond. Sci. Technol.} \textbf{2}(5), 315--317 (1987).
+
+
+\bibitem{zirkelbach11}% article
+ \textsc{F.~Zirkelbach},  \textsc{B.~Stritzker},  \textsc{K.~Nordlund},
+  \textsc{J.\,K.\,N. Lindner},  \textsc{W.\,G. Schmidt},  and
+  \textsc{E.~Rauls}\iffalse Combined \textit{ab initio} and classical potential
+  simulation study on silicon carbide precipitation in silicon\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{84}(August), 064126 (2011).
+
+
+\bibitem{zirkelbach10}% article
+ \textsc{F.~Zirkelbach},  \textsc{B.~Stritzker},  \textsc{K.~Nordlund},
+  \textsc{J.\,K.\,N. Lindner},  \textsc{W.\,G. Schmidt},  and
+  \textsc{E.~Rauls}\iffalse Defects in carbon implanted silicon calculated by
+  classical potentials and first-principles methods\fi,
+ \jr{Phys. Rev. B} \textbf{82}(9), 094110 (2010).
+
+
+\end{thebibliography}
+
+
+\end{document}