X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?p=lectures%2Flatex.git;a=blobdiff_plain;f=nlsop%2Ftalk%2Ftalk_german.tex;h=27de0a91b998357155e36a0f811a95091f827bbe;hp=a9c697deee263d9957f9775a92fdbf4755504d45;hb=38d815d0fc38624c5cecd7f753c332987de2a6ad;hpb=52f978624ba75134790a0c2dc2a9244653636397 diff --git a/nlsop/talk/talk_german.tex b/nlsop/talk/talk_german.tex index a9c697d..27de0a9 100644 --- a/nlsop/talk/talk_german.tex +++ b/nlsop/talk/talk_german.tex @@ -1,5 +1,12 @@ -\documentclass[pdf,hdw]{prosper} +\documentclass{beamer} +\mode +{ +%\usetheme{Berkeley} +\usetheme{Warsaw} +%\usetheme{Singapore} +\setbeamercovered{transparent} +} \usepackage{verbatim} \usepackage[german]{babel} \usepackage[latin1]{inputenc} @@ -7,43 +14,846 @@ \usepackage{amsmath} \usepackage{ae} \usepackage{aecompl} -\usepackage{color} +\usepackage{colortbl} +\usepackage{pgf,pgfarrows,pgfnodes,pgfautomata,pgfheaps,pgfshade} +%\usepackage{pstricks} \usepackage{graphicx} -\graphicspath{{../img/}} +\graphicspath{{../img}} \usepackage{hyperref} \begin{document} \title{Vorstellung der Diplomarbeit} \subtitle{Monte-Carlo-Simulation von selbstorganisierten nanometrischen $SiC_x$-Ausscheidungen in $C^+$-implantierten Silizium} -\author{Frank Zirkelbach} -\email{frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de} -\institution{Lehrstuhl f"ur Experiemntalphysik IV - Institut f"ur Physik - Universit"at Augsburg} - -\maketitle - -\overlays{7}{ -\begin{slide}{"Uberblick} -\begin{itemstep} - \item Motivation - \item Grundlagen der Ionenimplantation - \item Experimentelle Befunde - \item Das Modell - \item Die Simulation - \item Ergebnisse - \item Herstellung breter lamellarer Bereiche - \item Zusammenfassung -\end{itemstep} -\end{slide}} - -\overlays{3}{ -\begin{slide}{Motivation} -\begin{itemstep} - \item Ionenimplantation - \item Selbstorganisation - \item Monte-Carlo-Simulation -\end{itemstep} -\end{slide}} +\author[F. Zirkelbach]{Frank Zirkelbach \\ \texttt{frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de}} +\institute{ +Institut f"ur Physik\\ +Lehrstuhl f"ur Experimentalphysik IV\\ +Universit"at Augsburg +} +\date{10. November 2005} +%\pgfdeclareimage[width=1.5cm]{lst-logo}{Lehrstuhl-Logo} +%\logo{\pgfuseimage{lst-logo}} + +%\beamerdefaultoverlayspecification{<+->} + +\AtBeginSubsection[] +{ + \begin{frame} + \frametitle{"Uberblick} + \tableofcontents[currentsubsection] + \end{frame} +} + +\begin{frame} + \titlepage +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{"Uberblick} + \tableofcontents%[pausesections] +\end{frame} + +\section{Einf"uhrung und Grundlagen} + + \subsection{Einf"uhrung} + +\begin{frame} + \frametitle{Einf"uhrung} + \framesubtitle{Ionenimplantation} + \begin{block}{Funktionsweise} + \begin{itemize} + \item Ionisation des Atoms/Molek"uls + \item Beschleunigung im elektrischen Feld ($10^2 \, eV - \, GeV$) + \item Bestrahlung eines Festk"orpers + \end{itemize} + \end{block} + \onslide<2-> + $\Rightarrow$ Modifikation oberfl"achennaher Schichten + \begin{block}{Anwendung} + Dotierung von Halbleiterkristallen + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Einf"uhrung} + \framesubtitle{Ionenimplantation} + \begin{block}{Vorteile} + \begin{itemize} + \item exakte Kontrollierbarkeit der implantierten Menge + \item Reproduzierbarkeit + \item Homogenit"at + \item Schnelligkeit + \item frei w"ahlbare Implantationstemperatur + \item unabh"angig von der chemischen L"oslichkeitsgrenze + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Einf"uhrung} + \framesubtitle{Selbstorganisation} + \begin{columns} + \column{5.0cm} + \only<1>{ + \includegraphics[height=5.8cm]{ripple_bh.eps}\\ + \vspace{0.2cm} + \tiny{ + R. M. Bradley, J. M. E. Harper.\\ + J. Vac. Sci. Technol. A 6 (1988) 2390. + } + } + \only<2>{ + \includegraphics[width=5cm]{frost.eps} + \scriptsize{ + $1000 \,keV$ $Ar^+ \rightarrow$ $InAs$,\\ + rotierendes Target,\\ + $T=285 \, K$, $\dot{D}=270 \, \mu A \, cm^{-2}$,\\ + $t=60 \, min.$, $\alpha = 30 \, ^{\circ}$.\\ + } + \vspace{0.5cm} + \tiny{ + B. Ziberi, F. Frost, M. Tartz, H. Neumann,\\ + B. Rauschenbach.\\ + Thin Solid Films 459 (2004) 106. + } + } + \only<3>{ + \includegraphics[height=5cm]{bin_leg.eps}\\ + \tiny{ + R. A. Enrique, P. Bellon.\\ + Phys. Rev. B 60 (1999) 14649. + } + } + \only<4>{ + \includegraphics[width=5cm]{bolse2.eps} + \scriptsize{ + $230 \, MeV$ $Kr^+ \rightarrow NiO/SiO_2$,\\ + $D=1.7 \times 10^{14} cm{-2}$, $\theta = 75 \, ^{\circ}$. + }\\ + \vspace{0.5cm} + \tiny{ + W. Bolse, A. Schattat, A. Feyh.\\ + Appl. Phys. A 77 (2003) 11. + } + } + \column{7cm} + \begin{enumerate} + \item<1-> Riffelformation auf der Targetoberfl"ache + \item<2-> selbstorganisierte Nanostrukturen durch Sputtererosion + \item<3-> separierte Phasen bei der Bestrahlung bin"arer Legierungen + \item<4-> periodische Rissbildung bei der Bestrahlung mit schnellen und schweren Ionen + \end{enumerate} + \end{columns} +\end{frame} + + \subsection{Ion-Festk"orper-Wechselwirkung} + +\begin{frame} + \frametitle{Grundlagen} + \framesubtitle{Abbremsung der Ionen} + \onslide<2-> + \begin{block}{nuklearer Bremsquerschnitt} + elastischer Sto"s mit Atomkernen des Targets\\ + $S_n(E) = \int_0^{T_{max}} T d \sigma$ + \end{block} + \onslide<3-> + \begin{block}{elektronischer Bremsquerschnitt} + inelastischer Sto"s mit Elektronen des Targets\\ + $S_e(E) = k_L \sqrt{E}$ + \end{block} + \onslide<4-> + \begin{block}{Bremskraft} + $- \frac{\partial E}{\partial x} = N \Big( S_n(E) + S_e(E) \Big)$ + \end{block} +\end{frame} + + \subsection[TRIM]{Die Monte-Carlo-Simulation TRIM} + +\begin{frame} + \frametitle{Grundlagen} + \framesubtitle{Die Monte-Carlo-Simulation TRIM} + \begin{block}{Monte-Carlo-Methode} + Abbildung von Zufallszahlen auf physikalische Gr"o"sen + \end{block} + \begin{block}{Das Prinzip von TRIM} + \begin{itemize} + \item Verfolgung einer Vielzahl von Teilchenbahnen + \pause + \item Start mit gegebener Energie, Position und Richtung + \pause + \item Geradlinige Bewegung innerhalb freier Wegl"ange + \pause + \item Energieverlust durch St"o"se + \pause + \item Terminiert wenn $E_{Ion} < E_k$ + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Grundlagen} + \framesubtitle{Die Monte-Carlo-Simulation TRIM} + Abbildung der Zufallszahlen auf die physikalischen Gr"o"sen + \begin{columns} + \column{8cm} + \begin{pgfpicture}{0cm}{0cm}{8cm}{7cm} + % free path of flight l + \onslide<3->{ + \color{blue} + \pgfxyline(1,5)(3,5) + \pgfputat{\pgfxy(1.75,5.1)}{\pgfbox[center,bottom]{$l$}} + \color{black} + } + % the atom and impact parameter p + \onslide<4->{ + \pgfcircle[fill]{\pgfxy(3,6)}{0.1cm} + \pgfputat{\pgfxy(3.2,6)}{\pgfbox[right,base]{Atom}} + \color{red} + \pgfsetstartarrow{\pgfarrowbar} + \pgfsetendarrow{\pgfarrowbar} + \pgfxyline(3,6)(3,5) + \pgfclearstartarrow + \pgfclearendarrow + \pgfputat{\pgfxy(2.9,5.5)}{\pgfbox[right,base]{$p$}} + \color{black} + } + % the scattering angle theta + \onslide<5->{ + \pgfmoveto{\pgfxy(3,5)} + \pgflineto{\pgfxy(7,2)} + \pgfsetdash{{0.2cm}{0.2cm}{0.2cm}{0.2cm}}{0cm} + \pgfstroke + \pgfsetdash{{1cm}{0cm}{1cm}{0cm}}{0cm} % reset dash ... strange! + \pgfputat{\pgfxy(3.9,4.6)}{\pgfbox[right,base]{$\Theta$}} + } + % ion + direction + \onslide<2->{ + \pgfcircle[fill]{\pgfxy(1,5)}{0.1cm} + \pgfputat{\pgfxy(1,4.9)}{\pgfbox[center,buttom]{Ion}} + \pgfmoveto{\pgfxy(1,5)} + \pgflineto{\pgfxy(7,5)} + \pgfsetdash{{0.2cm}{0.2cm}{0.2cm}{0.2cm}}{0cm} + \pgfstroke + \pgfsetdash{{1cm}{0cm}{1cm}{0cm}}{0cm} % reset dash ... strange! + } + \end{pgfpicture} + \column{4cm} + \begin{itemize} + \item<3-> mittlere freie Wegl"ange \color{blue}{$l$} + \item<4-> Sto"sparameter \color{red}{$p$}\\ + \color{black} % reset color ... + \onslide<5->{$\Rightarrow$ $\Theta$, $\Delta E$} + \item<6-> Azimutwinkel $\Phi$ + \end{itemize} + \end{columns} +\end{frame} + +\section{Experimentelle Befunde und Modell} + + \subsection{Experimentelle Befunde} + +\begin{frame} + \frametitle{Experimentelle Befunde} + \framesubtitle{Lage und Ausdehnung amorpher Phasen} + \begin{center} + \includegraphics[height=5.5cm]{k393abild1_pres.eps} + \end{center} + \begin{center} + {\scriptsize\bf Hellfeld-XTEM-Abbildung: $180 \, keV \, C^+ \rightarrow (100)Si$, $T = 150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $D = 4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$} + \end{center} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Experimentelle Befunde} + \framesubtitle{Lage und Ausdehnung amorpher Phasen} + \begin{columns} + \column{5.5cm} + \includegraphics[width=5.5cm]{a-d.eps} + {\scriptsize Amorphe Phasen in Abh"angigkeit der Dosis bei $T=150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$} + \column{5.5cm} + \vspace{0.5cm} + \includegraphics[width=5.5cm]{trim92_2.eps} + {\scriptsize TRIM 92: Nukleares/Elekteronisches Bremskraft- und Implantationsprofil f"ur $180 \, keV$ $C^+ \rightarrow Si$} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Experimentelle Befunde} + \framesubtitle{Kohlenstoffsegregation} + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{eftem.eps} + {\scriptsize Hellfeld-XTEM- und Kohlenstoffverteilungsaufnahme. $D=4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$, $T=200 \, ^{\circ} \mathrm{C}$.} + \end{center} +\end{frame} + + \subsection{Modell} + +\begin{frame} + \frametitle{Modell} + \begin{center} + \includegraphics[width=8cm]{modell_ng.eps} + \end{center} + \scriptsize{ + \begin{itemize}[<+-| alert@+>] + \pause + \item "Uberschreitung der S"attigungsgrenze von $C$ in $c-Si$\\ + $\rightarrow$ {\bf kohlenstoffinduzierte Nukleation} sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen + \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $3C-SiC$ und $c-Si$\\ + $\rightarrow$ Ausscheidungen sind {\bf amorph} + \item $20 - 30\,\%$ geringere $Si$-Dichte des amorphen $SiC_x$ im Vergleich zu $c-Si$\\ + $\rightarrow$ {\bf laterale Druckspannungen} auf Umgebung (Relaxation in vertikaler Richtung) + \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten\\ + $\rightarrow$ {\bf Diffusion} von Kohlenstoff in amorphe Gebiete + \item Druckspannungen\\ + $\rightarrow$ {\bf spannungsunterst"utzte Amorphisierung} zwischen zwei amorphen Ausscheidungen + \end{itemize}} +\end{frame} + +\section{Simulation und Ergebnisse} + + \subsection{Simulation} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \begin{block}{Name} + {\bf N}ano {\bf L}amellar {\bf S}elbst{\bf o}rganisations{\bf p}rozess + \end{block} + \begin{columns} + \column{6cm} + \scriptsize{ + \begin{block}{Grober Ablauf} + \begin{itemize} + \item Amorphisierung/Rekristallisation + \item Kohlenstoffeinbau + \item Diffusion/Sputtern + \end{itemize} + \end{block} + \begin{block}{Versionen} + \begin{itemize} + \item Version 1 - Simulation bis $300 \, nm$ Tiefe + \item Version 2 - Simulation "uber den gesamten Implantationsbereich + \end{itemize} + \end{block} + } + \column{6cm} + \includegraphics[width=6cm]{gitter_oZ.eps} + \begin{center} + \scriptsize{Unterteilung des Targets} + \end{center} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Statistik von Sto"sprozessen} + \begin{columns} + \column{5.5cm} + \includegraphics[width=5.5cm]{trim_impl2.eps} + {\scriptsize SRIM 2003.26, Implantationsprofil,\\ $180 \, keV$ $C^+ \rightarrow Si$.} + \column{5.5cm} + \includegraphics[width=5.5cm]{trim_nel.eps} + {\scriptsize SRIM 2003.26, nukleare Bremskraft,\\ $180 \, keV$ $C^+ \rightarrow Si$.} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Statistik von Sto"sprozessen} + \begin{center} + \includegraphics[width=7cm]{trim_coll.eps}\\ + \end{center} + {\scriptsize $\Rightarrow$ Durchschnittliche Anzahl der St"o"se der Ionen und Energieabgabe}\\ + {\scriptsize $\Rightarrow$ Mittlere W"urfel-Trefferzahl eines Ions} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Algorithmus - Amorphisierung/Rekristallisation} + \begin{block}{Amorphisierungswahrscheinlichkeit} + \[ + p_{c \rightarrow a}(\vec{r}) = \pause \color{green}{p_b} \pause + \color{blue}{p_c c_C(\vec{r})} \pause + \color{red}{\sum_{\textrm{amorphe Nachbarn}} \frac{p_s c_C(\vec{r'})}{(r-r')^2}} + \] + \begin{itemize} + \onslide<2-> \item \color{green}{ballistische Amorphisierung} + \onslide<3-> \item \color{blue}{kohlenstoffinduzierte Amorphisierung} + \onslide<4-> \item \color{red}{spannungsuntert"utzte Amorphisierung} + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Algorithmus - Amorphisierung/Rekristallsiation} + \begin{block}{Rekristallisationswahrscheinlichkeit} + \[ + p_{a \rightarrow c}(\vec{r}) = \pause (1 - p_{c \rightarrow a}(\vec{r})) \pause \Big( 1 - \frac{\sum_{\textrm{direkte Nachbarn}} \delta(\vec{r'})}{6} \Big) + \] + mit\\ + \[ + \delta(\vec{r}) = \left\{ + \begin{array}{ll} + 1 & \textrm{wenn Gebiet bei $\vec r$ amorph} \\ + 0 & \textrm{sonst} \\ + \end{array} + \right. + \] + \end{block} +\end{frame} + + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Algorithmus - Amorphisierung/Rekristallisation} + \begin{block}{Sto"skoordinaten} + \begin{itemize} + \item $x,y$ gleichverteilt + \item $z$ entsprechend nuklearer Bremskraft + \end{itemize} + \end{block} + \begin{block}{Ablauf} + \begin{itemize} + \pause + \item Ausw"urfeln der Sto"skoordinaten + \pause + \item Berechnung von $p_{c \rightarrow a}$ bzw. $p_{a \rightarrow c}$ + \pause + \item Zufallszahl $\rightarrow$ Amorphisierung/Rekristallisation + \pause + \item Wiederholung f"ur mittlere Anzahl der Treffer des Ions + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Algorithmus - Kohlenstoffeinbau} + \begin{block}{Koordinaten f"ur Kohlenstoffeinbau} + \begin{itemize} + \item $x,y$ gleichverteilt + \item $z$ entsprechend Implantationsprofil + \end{itemize} + \end{block} + \begin{block}{Ablauf} + \begin{itemize} + \pause + \item Ausw"urfeln der Koordinaten f"ur Kohlenstoffeinbau + \pause + \item Lokale Erh"ohung der Anzahl der Kohlenstoffatome + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Simulation} + \framesubtitle{Algorithmus - Diffusion/Sputtern} + \begin{block}{Ablauf der Diffusion alle $d_v$ Schritte} + \begin{itemize} + \pause + \item Gehe alle Zellen durch + \pause + \item Wenn Zelle amorph + \begin{itemize} + \pause + \item Gehe alle Nachbarzellen durch + \pause + \item Wenn Nachbarzelle kristallin\\ + \pause + $\Rightarrow$ Transferiere den Anteil $d_r$ des Kohlenstoffs + \end{itemize} + \end{itemize} + \end{block} + \pause + \begin{block}{Sputterablauf alle $S$ Schritte} + \begin{itemize} + \pause + \item Kopiere Inhalt von Ebene $i$ nach Ebene $i-1$\\ + $i = 2,3,\ldots,Z-1,Z$ + \pause + \item Setze Status jedes Volumens in Ebene $Z$ kristallin + \pause + \item Setze den Kohlenstoff jedes Volumens in Ebene $Z$ auf Null + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + + \subsection{Simulation bis $300 \, nm$ Tiefe} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Simulation, Version 1} + \begin{block}{Eigenschaften} + \begin{itemize}[<+-| alert@+>] + \pause + \item Tiefenbereich $0 - 300 \, nm$ + \item Linear gen"ahertes Implantations- und Bremskraftprofil + \item Ein W"urfel-Treffer pro Ion + \item Rekristallisationswahrscheinlichkeit unabh"angig von direkter Nachbarschaft + \item Kein Sputtervorgang + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Erste Simulationen, $s=3 \times 10^5$, $p_c=0$} + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{first_sims.eps} + \end{center} + \pause + \scriptsize{ + $\Rightarrow$ Abbruchradius $r=5$\\ + \pause + $\Rightarrow$ gro"se Anzahl an Durchl"aufen $\rightarrow$ $2$ bzw. $3 \times 10^7$\\ + $\Rightarrow$ kleinere Simulationsparameter $p_b$, $p_c$ und $p_s$\\} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \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} + \end{center} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Einfluss der Diffusionsrate $d_r$} + \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} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Einfluss der Diffusionsgeschwindigkeit $d_v$} + \begin{columns} + \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} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Einfluss der Druckspannung} + \begin{columns} + \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} + \scriptsize{ + a) $p_s=0.002$\\ + b) $p_s=0.003$\\ + c) $p_s=0.004$\\ + } + \end{center} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Kohlenstoffverteilung} + \begin{columns} + \column{5cm} \includegraphics[width=5cm]{97_98_ng.eps} + \column{7cm} \includegraphics[width=7cm]{ac_cconc_ver1.eps} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Zusammenfassung, Version 1} + \begin{itemize} + \item Modell/Simulation reproduziert die Bildung geordneter Lamellenstrukturen + \item Bildungsprozess nachvollziehbar durch die Simulation + \item hohe Anzahl an Simulationsdurchl"aufen,\\ + kleine Amorphisierungswahrscheinlichkeiten + \item Diffusion essentiell, insbesondere die Diffusion in $z$-Richtung + \item hoher Beitrag durch kohlenstoffinduzierte Amorphisierung + \item Kohlenstoffverteilung im Einklang mit EFTEM-Aufnahme + \end{itemize} +\end{frame} + + \subsection{Simulation "uber den gesamten Implantationsbereich} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Simulation, Version 2} + \begin{block}{Eigenschaften}[<+-| alert@+>] + \begin{itemize} + \pause + \item exaktes TRIM Implantations- und Bremskraftprofil + \item mittlere Anzahl W"urfel-Treffer pro Ion aus TRIM + \item Rekristallisationswahrscheinlichkeit abh"angig von direkter Nachbarschaft + \item Tiefenbereich $0 - 700 \, nm$ + \item Sputtervorgang + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{amorphe Phasen in Abh"angigkeit der Dosis} + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{dosis_entwicklung_ng1-2.eps} + \end{center} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{amorphe Phasen in Abh"angigkeit der Dosis} + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{dosis_entwicklung_ng2-2.eps} + \end{center} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{amorphe Phasen in Abh"angigkeit der Dosis} + \begin{columns} + \column{6cm} + \includegraphics[width=6cm]{position_al.eps} + \begin{center} + {\scriptsize Simulation} + \end{center} + \column{6cm} + \includegraphics[width=6cm]{a-d.eps} + \begin{center} + {\scriptsize Experiment} + \end{center} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Kohlenstoffverteilung} + \begin{center} + \includegraphics[height=6.5cm]{ac_cconc_ver2_new_pres.eps} + \end{center} +\end{frame} + +\begin{frame} + \frametitle{Ergebnisse} + \framesubtitle{Kohlenstoffverteilung an den Grenzfl"achen zur amorphen Schicht} + \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 + $2,1 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 16 $at. \%$ & 13 $at. \%$ \\ + \hline + $3,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 13 $at. \%$ & 14 $at. \%$ \\ + \hline + $3,4 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 14 $at. \%$ & 12 $at. \%$ \\ + \hline + \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} \\ + + \hline + $80 \times 10^6$ & $2,16 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 15,21 $at. \%$ & 16,62 $at. \%$ \\ + \hline + $120 \times 10^6$ & $3,25 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 15,80 $at. \%$ & 17,67 $at. \%$ \\ + \hline + $159 \times 10^6$ & $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ & 17,28 $at. \%$ & 17,73 $at. \%$ \\ + \hline + \end{tabular}\\ + \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 amorphen 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 Detaillierte Untersuchungen zur Kohlenstoffkonzentration und zur genauen Struktur der Ausscheidungen + \item Variation der Simulationparameter\\ + $\Rightarrow$ Bildungsprozess der amorphen Phasen nachvollziehbar + \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} + Grundlage: $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$ $180 \, keV$ $C^+$-Implantation\\ + \includegraphics[width=8cm]{2nd_impl_4_3.eps} + \end{center} + } +\end{frame} + +\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{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 Experimentell 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 experimentellen Befunde + \pause + \item Detaillierte 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} + \frametitle{Danksagung} + \begin{itemize} + \item Prof. Dr. Bernd Stritzker + \item PD Volker Eyert + \item PD J"org Lindner + \item Dipl. Phys. Maik H"aberlen + \item Dipl. Phys. Ralf Utermann + \item EP4 + Diplomanden + \end{itemize} +\end{frame} \end{document}