X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?p=lectures%2Flatex.git;a=blobdiff_plain;f=nlsop%2Fnlsop_dpg_2004.tex;h=400430813a95ec72c628ea838eab1c64532bdcac;hp=797b7654178f67c66b03b9aa838758686c13f7bb;hb=e544c02ab919ebe1db78236239ef52a8141cfe44;hpb=35760a90d220b340ac37730d9ce76e4a15538efd diff --git a/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex b/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex index 797b765..4004308 100644 --- a/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex +++ b/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex @@ -1,4 +1,4 @@ -\documentclass{seminar} +\documentclass[semhelv]{seminar} \usepackage{verbatim} \usepackage[german]{babel} @@ -25,21 +25,19 @@ \input{seminar.bug} % Official bugs corrections \input{seminar.bg2} % Unofficial bugs corrections -\def\uni-header{% -\ptsize{8}% - \begin{figure}[t]% - \begin{center} - \includegraphics[height=1cm]{ifp.eps}% - \hspace{1in}% - \includegraphics[height=1cm]{Lehrstuhl-Logo.eps}% - %\hspace{3in}% - %\includegraphics[height=1cm]{uni-logo.eps}% - \end{center} - \end{figure}} +\articlemag{1} \begin{document} \extraslideheight{10in} +\slideframe{none} + +\def\slideleftmargin{.0in} +\def\sliderightmargin{0in} +\def\slidetopmargin{0in} +\def\slidebottommargin{.2in} % fucking slide number gone now :) + +% topic \begin{slide} \begin{figure}[t] @@ -58,82 +56,80 @@ \end{center} \end{slide} +% start of content +\ptsize{8} + \begin{slide} -\uni-header +{\large\bf + Cross-Section TEM-Aufnahme selbstorganisierter amorpher Lamellen +} \begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=08cm,clip,draft=no]{k393abild1.eps} - \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung einer bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ implantierten Probe} + \includegraphics[width=10cm]{k393abild1_.eps} + Hellfeld-TEM-Abbildung, $180 keV \textrm{ } C^+ \rightarrow Si(100)$, $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$ \end{center} \end{figure} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Modell} +{\large\bf + Modell +} +\begin{figure} + \begin{center} + \includegraphics[width=8cm]{model1_.eps} + \end{center} +\end{figure} \begin{itemize} - \item geringe L"oslichkeit von Kohlenstoff in Silizium \\ $\rightarrow$ kohlenstoffinduzierte Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen + \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ Druckspannungen auf Umgebung - \item d"unnes Target \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung - \item Kohlenstoff"ubers"attigung \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff aus kristallinen in amorphe Gebiete + \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung + \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff in amorphe Gebiete + \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ bevorzugte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen \end{itemize} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Modell} -\begin{figure}[t] - \begin{center} - \includegraphics[width=6cm]{model1_.eps} - \caption{Modell zur Entstehung und Selbstordnung lamellarer Strukturen} - \end{center} +{\large\bf + Annahmen/N"aherungen +} +\begin{figure} + \begin{picture}(200,0)(-140,80) + \includegraphics[width=7cm]{2pTRIM180C.eps} + %\includegraphics[width=6cm]{implsim_new.eps} + \end{picture} \end{figure} \begin{itemize} - \item kohlenstoffinduzierte Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen - \item spannungsinduzierte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen - \item Bildung kohlenstoffreicher amorpher lamellarer Ausscheidungen + \item nukleare Bremskraft und \\ Konzentrationsprofil linear gen"ahert + \item Wahrscheinlichkeit der \\ Amorphisierung $\propto$ nukleare Bremskraft + \item lokale Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\propto$ + \[ + \left\{ + \begin{array}{lll} + \textrm{\textcolor[rgb]{0,1,1}{mittlerer nuklearer Bremskraft}} & \equiv \textrm{\textcolor[rgb]{0,1,1}{ballistische Amorphisierung}, } & b_{ap} \\ + \textrm{\textcolor{red}{lokale Kohlenstoffkonzentration}} & \equiv \textrm{\textcolor{red}{kohlenstoffinduzierte Amorphisierung}, } & a_{cp} \\ + \textrm{\textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{Druckspannungen}} & \equiv \textrm{\textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{spannungsinduzierte Amorphisierung}, } & a_{ap} + \end{array} \right . + \] \end{itemize} +\[ + \begin{array}{ll} + p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =\textcolor[rgb]{0,1,1}{b_{ap}} + \textcolor{red}{a_{cp} \times c^{lokal}_{Kohlenstoff}} + \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{\sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{Kohlenstoff}}{Abstand\,^2}}\\ + p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a} + \end{array} +\] \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Annahmen} +{\large\bf + Simulation +} \begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{implsim_.eps} - \caption{Tiefenabh"angiges Implantationsprofil und Energieversluste (\emph{TRIM})} + \includegraphics[width=7cm]{gitter.eps} \end{center} \end{figure} -\end{slide} - -\begin{slide} -\uni-header -\section*{Annahmen} -\begin{itemize} - \item Strahlensch"adigung $\simeq$ nukleare Bremskraft (linear gen"ahert) - \item Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\simeq$ Druckspannungen - \item lineare N"aherung des Implantationsprofils -\end{itemize} -\end{slide} - -\begin{slide} -\uni-header -\section*{Simulation} -\begin{itemize} - \item Unterteilung des Silizium-Targets in Zellen ($x=50$, $y=50$, $z=100$) - \item Zelle enth"alt folgende Eigenschaften/Informationen: - \begin{itemize} - \item Kantenl"ange $3nm$ (Simulationsfenster ist $300nm$ tief bei $100$ Zellen) - \item Zustand: amorph/kristallin - \item Kohlenstoffkonzentration - \end{itemize} - \end{itemize} -\end{slide} - -\begin{slide} -\uni-header -\section*{Simulation} Dreiteilung des Simulationsalgorithmus: \begin{enumerate} \item Amorphisierung/Rekristallisation @@ -143,53 +139,46 @@ Dreiteilung des Simulationsalgorithmus: \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Simulation(1/3) - Amorphisierung/Rekristallisation} +{\large\bf + 1) Amorphisierung/Rekristallisation +} \begin{itemize} - \item zuf"allige Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess - \item Berechnung der Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit - \[ - \begin{array}{ll} - p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =a_{cp} \times c^{\textrm{lokal}}_{\textrm{Kohlenstoff}} + b_{ap} + \sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{\textrm{Kohlenstoff}}}{\textrm{Abstand}^2}\\ - p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a} - \end{array} - \] - $a_{cp}$ beschreibt kohlenstoffinduzierte Amorphisierung\\ - $b_{ap}$ beschreibt ballistische Amorphisierung\\ - $a_{ap}$ beschreibt spannungsinduzierte Amorphisierung + \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess entsprechend nuklearer Bremskraft + \item Berechnung der lokalen Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit $p_{c \rightarrow a}$ und $p_{a \rightarrow c}$ \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl \end{itemize} -\end{slide} - -\begin{slide} -\uni-header -\section*{Simulation(2/3) - \\ Einbau des implantierten Kohlenstoffions} +\vspace{24pt} +{\large\bf + 2) Einbau des implantierten Kohlenstoffions +} + \begin{picture}(200,0)(-180,100) + \includegraphics[width=6cm]{sim_window.eps} + \end{picture} \begin{itemize} \item $\textrm{gesamter Kohlenstoff} < \textrm{steps} \times c_{ratio}$ - \item zuf"allige Wahl der Koordinaten f"ur Kohlenstofferh"ohung + \item gewichtete Wahl der Koordinaten \\ f"ur Kohlenstofferh"ohung \end{itemize} +\vspace{24pt} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Simulation(3/3) - Diffusion} +{\large\bf + 3) Diffusion \\ +} Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt. \begin{itemize} - \item rein kristalline Diffusion: + \item Diffusion im Kristallinen: \[ - \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{ac} + \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc} \] - \item Diffusion von kristalline in amorphe Gebiete: + \item Diffusion von kristallinen in amorphe Gebiete: \[ - \Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{cc} + \Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{ac} \] \end{itemize} -\end{slide} - -\begin{slide} -\uni-header -\section*{Ergebnisse} -variierte Parameter: +{\large\bf + Variierte Parameter +} \begin{itemize} \item Schrittzahl \item Amorphisierung beschreibende Parameter @@ -200,70 +189,90 @@ variierte Parameter: \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Ergebnisse} -Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen: +{\large\bf + Ergebnisse +} \begin{itemize} - \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungsparameter - \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung - \begin{figure}[h] - \begin{center} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_noZ.eps} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z.eps} - \caption{Messungen mit (rechts) und ohne (links) Diffusion von amorphen in kristalline Gebiete in $z$-Richtung} - \end{center} - \end{figure} -\end{itemize} + \item \textcolor[rgb]{1,0,0}{Lamellare Strukturen} + \item Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen: + \begin{itemize} + \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungswahrscheinlichkeiten + \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung + \begin{figure} + \begin{center} + \includegraphics[height=5cm]{mit_ohne_diff.eps} + \end{center} + \end{figure} + \end{itemize} + \end{itemize} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Ergebnisse} -Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen -\begin{figure}[h] +{\large\bf + Ergebnisse \\ +} +H"ohere Diffusionsrate $\rightarrow$ gr"o"serer Tiefenbereich +\begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_x-y_97.eps} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_x-y_98.eps} - \caption{Zwei aufeinander folgende Ebenen mit komplement"ar angeordneten amorphen und kristallinen Gebieten} + \includegraphics[height=6cm]{high_low_ac-diff.eps} \end{center} \end{figure} \end{slide} - + \begin{slide} -\uni-header -\section*{Ergebnisse} -Die amorph/kristalline Diffusionsrate beeinflusst die Tiefe in der erstmals lamellare Ordnung auftritt -\begin{figure}[h] - \begin{center} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_c-diff_x-z_21.eps} - \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_0.2-ac-diff_y-z_28.eps} - \caption{Messung mit verschiedenen amorph-kristallinen Diffusionsraten} - \end{center} +{\large\bf + Ergebnisse \\ +} +Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen. +\begin{figure} + \begin{picture}(100,60)(-40,40) + \includegraphics[width=6cm]{z_z_plus_1.eps} + \end{picture} + \begin{picture}(200,20)(-200,5) + Amorph/Kristalline Darstellung + \end{picture} + \begin{picture}(100,60)(-45,40) + \includegraphics[width=5cm]{c_conc_z_z_plus_1.eps} + \end{picture} + \begin{picture}(200,20)(-200,12) + Kohlenstoffverteilung + \end{picture} \end{figure} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Ergebnisse} -Beste "Ubereinstimmung mit TEM-Aufnahme: -\begin{figure}[t] +{\large\bf + Vergleich mit TEM-Aufnahme \\ +} +\begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[height=3.5cm]{sim2_64-64_a003_b0_no-c-diff_x-z_23-cmp-tem.eps} - \includegraphics[height=3.5cm]{tem-if.eps} - \caption{Vergleich von Simulationsergebnis und TEM-Aufnahme} + \includegraphics[height=6cm]{if_cmp2.eps} \end{center} \end{figure} \end{slide} \begin{slide} -\uni-header -\section*{Ausblick} +{\large\bf + Zusammenfassung +} +\begin{itemize} + \item Einfaches Modell zur Erzeugung selbstorganisierter amorpher Ausscheidungen + \item lamellare Strukturen durch Simulation nachvollziehbar +\end{itemize} +\vspace{32pt} +{\large\bf + Ausblick +} \begin{itemize} - \item mehrere Sto"sprozesse pro Durchlauf $\rightarrow$ Durchlauf entspricht einem implantierten Ion - \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes) - \item Intensivere Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung \item Zusammenhang zwischen Simulations- und Implantationsparametern + \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes) + \item Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung \end{itemize} +\vspace{32pt} +%\begin{flushleft} +% {\small Folien und Quellcode: http://www.physik.uni-augsburg.de/\~{}zirkelfr/} \\ +% {\small Email: frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de} +%\end{flushleft} \end{slide} \end{document}