\item Optoelektronik (blaue LEDs), Sensoren
\item Kandidat f"ur Tr"ager und W"ande in Fusionsreaktoren
\item Luft- und Raumfahrtindustrie, Milit"ar
- \item kohlenfaserverst"arkte SiC-Verbundkeramik
+ \item Micro-Electro-Mechanical System (MEMS)
\end{itemize}
}
- \begin{picture}(0,0)(-280,-150)
- %\includegraphics[width=4cm]{sic_inverter_ise.eps}
+ \begin{picture}(0,0)(-255,-125)
+ \includegraphics[width=4cm]{sic_inverter_ise.eps}
\end{picture}
-
- \begin{picture}(0,0)(-280,-20)
- %\includegraphics[width=4cm]{cc_sic_brake_dlr.eps}
+ \begin{picture}(0,0)(-251,-115)
+ \begin{minipage}{4cm}
+ {\tiny DLR ISE: Inverter, $E=98.5\%$}
+ \end{minipage}
\end{picture}
\end{slide}
{\color{blue}
\begin{center}
- Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorganges\\
+ Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorgangs\\
$\Downarrow$\\
Grundlage f"ur technologischen Fortschritt in 3C-SiC-D"unnschichtherstellung
\end{center}
in gr"o"ser werdenden amorphen Grenzschichten
\item Tempern:
$T=1250 \, ^{\circ} \text{C}$, $t=10\text{ h}$\\
- Homogene, st"ochiometrische 3C-SiC Schicht mit
+ Homogene st"ochiometrische 3C-SiC Schicht mit
scharfen Grenzfl"achen
\end{itemize}
SiC-Ausscheidungsvorgang
}
- \vspace{64pt}
+ Hochaufl"osungs-TEM:\\[-0.5cm]
- Hier die aus experimentellen Untersuchungen heraus vermuteten
- Ausscheidungsvorgaenge rein.
+ \begin{minipage}{3.3cm}
+ \includegraphics[width=3.3cm]{tem_c-si-db.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{9cm}
+ Bereich oberhalb des Implantationsmaximums\\
+ Wolkenstruktur "uberlagert auf ungest"orten Si-Muster\\
+ $\rightarrow$ C-Si Dumbbells
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{3.3cm}
+ \includegraphics[width=3.3cm]{tem_3c-sic.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{9cm}
+ Bereich ums Implantationsmaximum\\
+ Moir\'e-Kontrast-Muster\\
+ $\rightarrow$ inkoh"arente 3C-SiC-Ausscheidungen in c-Si-Matrix
+ \end{minipage}
\end{slide}
\small
- \begin{minipage}{4cm}
+ \begin{minipage}{5.5cm}
\begin{itemize}
\item $E_f=0.47$ eV
- \item Very often observed
- \item Most energetically\\
- favorable configuration
- \item Experimental\\
- evidence [6]
+ \item sehr h"aufig beobachtet
+ \item energetisch g"unstigste\\ Konfiguration
+ \item experimentelle und theoretische Hinweise
+ f"ur die Existenz dieser Konfiguration
\end{itemize}
- \vspace{24pt}
- {\tiny
- [6] G. D. Watkins and K. L. Brower,\\
- Phys. Rev. Lett. 36 (1976) 1329.
- }
+ \includegraphics[width=5.6cm]{c_in_si_100.ps}
\end{minipage}
- \begin{minipage}{8cm}
- \includegraphics[width=9cm]{100-c-si-db_s.eps}
+ \begin{minipage}{7cm}
+ \includegraphics[width=8cm]{100-c-si-db_s.eps}
\end{minipage}
\end{slide}
bei konstanter Temperatur
\begin{itemize}
\item gesamte Simulationsvolumen {\pnode{in1}}
- \item Volumen einer minimal SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}}
+ \item Volumen einer minimalen SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}}
\item Bereich der ben"otigten Si-Atome {\pnode{in3}}
\end{itemize}
}}}}
\rput(3.5,1){\rnode{cool}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lbb]{
- \parbox{3.5cm}{
- Abk"uhlen auf $20\, ^{\circ}\textrm{C}$
+ \parbox{5.0cm}{
+ Nach 100 ps abk"uhlen auf $20\, ^{\circ}\textrm{C}$
}}}}
\ncline[]{->}{init}{insert}
\ncline[]{->}{insert}{cool}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=white](7.5,1.8)(13.5,7.8)
+ \rput(7.8,7.6){\footnotesize $V_1$}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](9,3.3)(12,6.3)
+ \rput(9.2,6.15){\tiny $V_2$}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=gray](9.25,3.55)(11.75,6.05)
+ \rput(9.55,5.85){\footnotesize $V_3$}
\rput(7.9,4.2){\pnode{ins1}}
\rput(9.22,3.5){\pnode{ins2}}
\rput(11.0,3.8){\pnode{ins3}}
\end{slide}
-\end{document}
-
\begin{slide}
{\large\bf
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps}
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-si.eps}
- \begin{minipage}[t]{6.3cm}
- \tiny
- \begin{itemize}
- \item C-C peak at 0.15 nm similar to next neighbour distance of graphite
- or diamond\\
- $\Rightarrow$ Formation of strong C-C bonds
- (almost only for high C concentrations)
- \item Si-C peak at 0.19 nm similar to next neighbour distance in 3C-SiC
- \item C-C peak at 0.31 nm equals C-C distance in 3C-SiC\\
- (due to concatenated, differently oriented
- <100> dumbbell interstitials)
- \item Si-Si shows non-zero g(r) values around 0.31 nm like in 3C-SiC\\
- and a decrease at regular distances\\
- (no clear peak,
- interval of enhanced g(r) corresponds to C-C peak width)
- \end{itemize}
- \end{minipage}
- \begin{minipage}[t]{6.3cm}
- \tiny
- \begin{itemize}
- \item Low C concentration (i.e. $V_1$):
- The <100> dumbbell configuration
- \begin{itemize}
- \item is identified to stretch the Si-Si next neighbour distance
- to 0.3 nm
- \item is identified to contribute to the Si-C peak at 0.19 nm
- \item explains further C-Si peaks (dashed vertical lines)
- \end{itemize}
- $\Rightarrow$ C atoms are first elements arranged at distances
- expected for 3C-SiC\\
- $\Rightarrow$ C atoms pull the Si atoms into the right
- configuration at a later stage
- \item High C concentration (i.e. $V_2$ and $V_3$):
- \begin{itemize}
- \item High amount of damage introduced into the system
- \item Short range order observed but almost no long range order
- \end{itemize}
- $\Rightarrow$ Start of amorphous SiC-like phase formation\\
- $\Rightarrow$ Higher temperatures required for proper SiC formation
- \end{itemize}
+ \vspace{-0.1cm}
+
+ \footnotesize
+ \underline{C-C, 0.15 nm}:\\
+ NN-Abstand in Graphit/Diamant\\
+ $\Rightarrow$ starke C-C Bindungen bei hohen Konz.\\
+ \underline{Si-C, 0.19 nm}:\\
+ NN-Abstand in 3C-SiC\\
+ \underline{C-C, 0.31 nm}:\\
+ C-C Abstand in 3C-SiC\\
+ vekettete, verschieden orientierte 100 C-Si DBs\\
+ \underline{Si-Si, $\sim$ 0.31 nm}:\\
+ g(r) erh"oht, Si-Si in 3C-SiC\\
+ Intervall entspricht C-C Peakbreite\\
+ Abfall bei regul"aren Abst"anden
+
+ \begin{picture}(0,0)(-175,-40)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{conc_100_c-si-db_02.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-278,-10)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{conc_100_c-si-db_01.eps}
+ \end{picture}
+
+ \end{slide}
+
+ \begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ \includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{c_in_si_100.ps}
+
+ \footnotesize
+
+ \underline{Niedrige C-Konzentration ($V_1$)}:
+ 100 Dumbbell-Konfiguration\\
+ dehnt Si-Si NN-Abstand auf 0.3 nm\\
+ Beitrag zum Si-C Peak bei 0.19 nm\\
+ erkl"art weitere Si-C Peaks (gestrichelte Linien)\\
+ $\Rightarrow$ C-Atome als erstes im erwarteten 3C-SiC-Abstand\\
+ \underline{Hohe C-Konzentration ($V_2$ und $V_3$)}:\\
+ Gro"se Anzahl an Defekten/Sch"adigung erzeugt\\
+ Fast nur kurzreichweitige Ordnung erkennbar\\
+ $\Rightarrow$ Bildung einer amorphen SiC-"ahnlichen Phase\\
+ $\Rightarrow$ T$\uparrow$ oder t$\uparrow$ f"ur Bildung von 3C-SiC
+
+ \begin{picture}(0,0)(-230,-15)
+ \includegraphics[width=5cm]{a-sic_pc.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-240,-5)
+ \begin{minipage}{5cm}
+ {\scriptsize
+ PRB 66, 024106 (2002)\\[-4pt]
+ F. Gao und W. J. Weber
+ }
+ \end{minipage}
+ \end{picture}
+
+\end{slide}
+
+ \begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ \footnotesize
+
+ Zusammenfassung und Problemstellung:
+ \begin{itemize}
+ \item keine 3C-SiC-Ausscheidungen
+ \item C-Konzentration niedrig:
+ \begin{itemize}
+ \item 100 Dumbbell gepr"agte Struktur\\
+ (entspricht Vermutungen aus IBS Untersuchungen)
+ \item keine Anh"aufung zu Embryos
+ \end{itemize}
+ \item C-Konzentration hoch:
+ \begin{itemize}
+ \item Ausbildung von C-C Bindungen
+ (IBS: C-"Uberdosis behindert C-Umverteilung)
+ \item amorphes SiC
+ (C-induzierte Amorphisierung ab einem T-abh"angigen
+ Wert der Dosis)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \vspace{0.2cm}
+ {\color{blue} Ziel:}
+ \underline{
+ Bedingungen finden unter denen 3C-SiC-Ausscheidung stattfindet}\\[0.3cm]
+ Ans"atze:\\[0.2cm]
+ \begin{minipage}{7.5cm}
+ \begin{itemize}
+ \item H"ohere Temperaturen
+ \begin{itemize}
+ \item Temperaturen im Implantationsbereich h"oher
+ \item H"ohere T statt l"angerer Simulationszeit\\
+ Arrhenius-Gesetz $\rightarrow$ "Ubergangszeiten
+ \end{itemize}
+ \item Variation des Einf"ugevorgangs des Kohlenstoffs
+ \begin{itemize}
+ \item minimaler Abstand
+ \item Zeitpunkt, Geschwindigkeit (Dosisrate)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5.1cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Modifikation der\\
+ Kraft/Potentialberechnung
+ \begin{itemize}
+ \item C-C cut-off erh"ohen
+ \item Beitrag aus Ableitung von $f_{\text{C}}$ zur Kraft
+ weglassen
+ \\\\
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ H"ohere Temperaturen - $V_1$-Simulationen\\
+ \includegraphics[width=6.3cm]{tot_ba.ps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{tot_pc.ps}
+ \small
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \[
+ \text{\scriptsize Quality}
+ = \frac{\textrm{\scriptsize Anzahl C mit 4 Bindungen zu Si}}
+ {\textrm{\scriptsize Gesamtanzahl C}}
+ \]
+ \\
+ \underline{Si-C PCF}:\\
+ cut-off Artefakt nimmt ab mit T $\uparrow$\\
+ $2050 \, ^{\circ}\text{C}$ Si-C Peaks
+ $\rightarrow \text{C}_{\text{S}}$-Si Bindungen\\[0.2cm]
+ {\color{red} Problem: L"oslichkeit durch hohe T erh"oht}
\end{minipage}
+ \begin{picture}(0,0)(-175,-2)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{cs-si_01.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-278,16)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{cs-si_02.eps}
+ \end{picture}
+
\end{slide}
\begin{slide}
{\large\bf
- Very first results of the SiC precipitation runs
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
}
- \begin{minipage}[t]{6.9cm}
- \includegraphics[width=6.3cm]{../plot/sic_pc.ps}
- \includegraphics[width=6.3cm]{../plot/foo_end.ps}
- \hspace{12pt}
+ H"ohere Temperaturen - $V_2$-Simulationen\\
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_pc.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_ba.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_pc_c-c.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_ba_noa.ps}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ H"ohere Temperaturen - Neuer Temperaturfahrplan\\[0.3cm]
+ \begin{itemize}
+ \item Einf"ugen der C-Atome bei $1650 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Aufw"armen auf $2650 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Temperatur f"ur 100 ps halten
+ \item Abk"uhlen auf $20 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \end{itemize}
+ \vspace{0.2cm}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{12_anneal_amod.ps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{12_amod_anneal.ps}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ Variation des Einf"ugevorgangs des Kohlenstoffs
+
+ \scriptsize
+
+ \begin{minipage}{6.3cm}
+ \begin{center}
+ Kritischer Abstand 0.15 nm $\rightarrow$ 0.05 nm\\
+ \end{center}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_cr.ps}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_cr_ba.ps}
\end{minipage}
- \begin{minipage}[c]{5.5cm}
- \includegraphics[width=6.0cm]{sic_si-c-n.eps}
+ \begin{minipage}{6.3cm}
+ \begin{center}
+ Dosirate: C auf einmal hinzugef"ugt\\
+ \end{center}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_notrelax_pc.ps}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_notrelax_ba.ps}
\end{minipage}
\end{slide}
\begin{slide}
{\large\bf
- Summary / Outlook
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
}
-\vspace{24pt}
+ Modifikation der Kraft/Potentialberechnung
+
+ \underline{Erh"ohter C-C cut-off}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=6.5cm]{12_pc_c-c_amod.ps}
+ \end{center}
+
+ \underline{Beitrag zur Kraft aus Ableitung von $f_{\text{C}}$ weglassen}
+ \begin{itemize}
+ \item System nicht mehr konservativ
+ \item Energie steigt trotz 'starker' T-Kontrolle
+ \end{itemize}
+ $\Rightarrow$ nicht geeignet f"ur Simulationen mit endlicher/hoher Temperatur
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ SiC-Ausscheidungen in Si
+ }
+
+ \begin{itemize}
+ \item $10\times10\times10$ Einheitszellen 3C-SiC
+ \item Zwei $8\times8\times8$ Einheitszellen Si unter- und oberhalb
+ \item "Aquilibrierung f"ur 2 ps
+ \item Einschalten der $T$- und $p$-Kontrolle
+ ($T=0\text{ K}$, $p=0\text{ bar}$)
+ \end{itemize}
+
+ \vspace*{0.1cm}
+
+ Relaxation: \href{../video/sd_sic_in_si_01.avi}{$\rhd$}\\
+ Spannungen: \href{../video/sd_sic_in_si_01_strain.avi}{$\rhd$}
+
+ \vspace*{0.2cm}
+
+ \begin{minipage}{5cm}
+ Initial Konfiguration\\
+ \includegraphics[width=6cm]{sd_sic_in_si_strain_01.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{1cm}
+ $\rightarrow$\\
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+ Relaxierte Konfiguration\\
+ \includegraphics[width=6.4cm]{sd_sic_in_si_strain_02.eps}
+ \end{minipage}
+
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Zusammenfassung und Ausblick
+ }
+
+\vspace{8pt}
+
+\begin{itemize}
+ \item SiC als HL-Bauelemente f"ur Anwendungen unter extremen Bedingungen
+ \item Schwierigkeiten in der Herstellung d"unner SiC-Schichten
+ \item Notwendigkeit den 3C-SiC-Ausscheidungsvorgang zu verstehen
+\end{itemize}
+
+\vspace{8pt}
\begin{itemize}
- \item Importance of understanding the SiC precipitation mechanism
- \item Interstitial configurations in silicon using the Albe potential
- \item Indication of SiC precipitation
+ \item Zwischengitterkonfigurationen
+ \item Suche nach SiC-Ausscheidungsbedingungen
+ \item Untersuchungen an selbst konstruierten 3C-SiC in c-Si
\end{itemize}
\vspace{24pt}
\begin{itemize}
- \item Displacement and stress calculations
- \item Refinement of simulation sequence to create 3C-SiC
- \item Analyzing self-designed Si/SiC interface
+ \item Neue Versuche, neue Kombinationen
+ \item W"armebad koppelt nur an Randatome der Simulationszelle
+ \item TAD
+ \item Alternative Potentiale (SW, mod. Tersoff)
+ \item Weitere Untersuchungen an selbst konstruierten Ausscheidungen
\end{itemize}
\end{slide}
projects / lectures / latex.git / blobdiff