\input{seminar.bug} % Official bugs corrections
\input{seminar.bg2} % Unofficial bugs corrections
+\articlemag{1}
+
\begin{document}
\extraslideheight{10in}
\begin{figure}
\begin{center}
\includegraphics[width=08cm,clip,draft=no]{k393abild1.eps}
- Hellfeld-TEM-Abbildung, $180 keV \quad C^+ \rightarrow Si(100)$, $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$
+ 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}
\section*{Modell}
\begin{figure}[t]
\begin{center}
- \includegraphics[width=6cm]{model1_german.eps}
+ \includegraphics[width=7cm]{model1_.eps}
\end{center}
\end{figure}
\begin{itemize}
\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 nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung
- \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff aus kristallinen in amorphe Gebiete
+ \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}
\section*{Annahmen/N"aherungen}
\begin{figure}
\begin{center}
- \includegraphics[width=5cm]{implsim_new.eps}
- \emph{TRIM}-Implantationsprofil und Energieversluste
+ \includegraphics[width=3cm]{implsim_new.eps}
+ \\
+ \emph{TRIM}-Implantationsprofil und Energieversluste
\end{center}
\end{figure}
-\end{slide}
-
-\begin{slide}
-\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}
+ \item Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\propto$ nuklearer Bremskraft
+ \item nukleare Bremskraft und Konzentrationsprofil linear gen"ahert
+ \item Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\propto$
+ \[
+ \left\{
+ \begin{array}{ll}
+ \textrm{mittlerer nuklearer Bremskraft} & \textrm{ballistische Amorphisierung, } b_{ap} \\
+ \textrm{lokale Kohlenstoffkonzentration} & \textrm{kohlenstoffinduzierte Amorphisierung, } a_{cp} \\
+ \textrm{Druckspannungen} & \textrm{spannungsinduzierte Amorphisierung, } a_{ap}
+ \end{array} \right .
+ \]
+\end{itemize}
+\[
+ \begin{array}{ll}
+ p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =a_{cp} \times c^{\textrm{lokal}}_{\textrm{Kohlenstoff}} + b_{ap} + \sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{\textrm{Kohlenstoff}}}{\textrm{Abstand}^2}\\
+ p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a}
+ \end{array}
+\]
\end{slide}
\begin{slide}
\section*{Simulation}
+\begin{figure}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=7cm]{gitter.eps}
+ \end{center}
+\end{figure}
Dreiteilung des Simulationsalgorithmus:
\begin{enumerate}
\item Amorphisierung/Rekristallisation
\end{slide}
\begin{slide}
-\section*{Simulation(1/3) - Amorphisierung/Rekristallisation}
+\section*{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 $p_{ca}$ und $p_{ac}$
\item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl
\end{itemize}
-\end{slide}
-
-\begin{slide}
-\section*{Simulation(2/3) - \\ Einbau des implantierten Kohlenstoffions}
+\section*{2) Einbau des implantierten Kohlenstoffions}
+\begin{figure}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=4cm]{sim_window.eps}
+ \end{center}
+\end{figure}
\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}
\end{slide}
\begin{slide}
-\section*{Simulation(3/3) - Diffusion}
+\section*{3) Diffusion}
Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt.
\begin{itemize}
- \item rein kristalline Diffusion:
+ \item Diffusion im Kristallinen:
\[
\Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc}
\]
- \item Diffusion von kristalline in amorphe Gebiete:
+ \item Diffusion von kristallinen in amorphe Gebiete:
\[
\Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{ac}
\]
\end{itemize}
-\end{slide}
-
-\begin{slide}
-\section*{Ergebnisse}
-variierte Parameter:
+\section*{variierte Parameter}
\begin{itemize}
\item Schrittzahl
\item Amorphisierung beschreibende Parameter
\begin{slide}
\section*{Ergebnisse}
-Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen:
\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 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}
\section*{Ergebnisse}
-Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen
-\begin{figure}[h]
+Amorph/Kristalline Diffusionsrate beeinflusst die Tiefe, in der erstmals lamellare Ordnung auftritt
+\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}
\section*{Ergebnisse}
-Die amorph/kristalline Diffusionsrate beeinflusst die Tiefe in der erstmals lamellare Ordnung auftritt
-\begin{figure}[h]
+Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander
+folgenden Ebenen
+\begin{figure}
\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}
+ \includegraphics[height=6cm]{z_z_plus_1.eps}
\end{center}
\end{figure}
\end{slide}
\begin{slide}
-\section*{Ergebnisse}
-Beste "Ubereinstimmung mit TEM-Aufnahme:
-\begin{figure}[t]
+\section*{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_cmp.eps}
\end{center}
\end{figure}
\end{slide}
\begin{slide}
+\section*{Zusammenfassung}
+\begin{itemize}
+ \item Einfaches Modell zur Erzeugung selbstorganisierter amorpher Ausscheidungen
+ \item lamellare Strukturen durch Simulation nachvollziehbar
+\end{itemize}
\section*{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}
\end{slide}
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