Planarnye defekty v kremnii kak sposob opisaniya yavnogo angarmonizma ego vysokotemperaturnykh termodinamicheskikh svoystv

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Кремний незаменим в полупроводниковой промышленности. Понимание его высокотемпературных термодинамических свойств важно как для теории, так и для приложений. Однако первопринципное описание высокотемпературных термодинамических свойств кремния (коэффициента теплового расширения и удельной теплоемкости) все еще является неполным. Сильное отклонение его удельной теплоемкости при высоких температурах от закона Дюлонга - Пти предполагает существенный вклад эффектов ангармонизма. Показано, что ангармонизм в основном обусловлен двумя поперечными фононными модами, распространяющимися в направлениях (111) и (100), и может быть количественно описан в предположении образования определенного типа наноструктурированных плоских дефектов кристаллической структуры. Приведен расчет энергии образования этих дефектов и определен их вклад в удельную теплоемкость и коэффициент теплового расширения. Этот вклад оказывается значительно большим, чем тот, который рассчитан в квазигармоническом приближении.

Авторлар туралы

M. Kondrin

Email: mkondrin@hppi.troitsk.ru

Yu. Lebed'

V. Brazhkin

Әдебиет тізімі

  1. L. Landau, L. Pitaevskii, and E. Lifshitz, Statistical Physics, Course of Theoretical Physics, Pergamon Press, Oxford (1980).
  2. C. A. Swenson, J. Phys. Chem. Ref. Data 12, 179 (1983).
  3. M. Born and E. Brody, Z. Physik 6, 132 (1921).
  4. D. C. Wallace, Phys. Rev. 139, A877 (1965).
  5. R. A. Cowley, Rep. Progr. Phys. 31, 123 (1968).
  6. D. Gerlich, B. Abeles, and R. E. Miller, J. Appl. Phys. 36, 76 (1965).
  7. P. D. Desai, J. Phys. Chem. Ref. Data 15, 967 (1986).
  8. K. Yamaguchi and K. Itagaki, J. Therm. Anal. Calorimetry 69, 1059 (2002).
  9. L. Maissel, J. Appl. Phys. 31, 211 (1960).
  10. H. Watanabe, N. Yamada, and M. Okaji, Int. J. Thermophys. 25, 221 (2004).
  11. B. N. Dutta, Phys. Stat. Sol. (b) 2, 984 (1962).
  12. Y. Okada and Y. Tokumaru, J. Appl. Phys. 56, 314 (1984).
  13. R. B. Roberts, J. Phys. D: Appl. Phys. 14, L163 (1981).
  14. B. Grabowski, L. Ismer, T. Hickel et al., Phys. Rev. B 79, 134106 (2009).
  15. D. S. Kim, O. Hellman, J. Herriman et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 115, 1992 (2018).
  16. M. Kondrin, Y. Lebed, and V. Brazhkin, Diamond Relat. Mater. 110, 108114 (2020).
  17. M. V. Kondrin, Y. B. Lebed, and V. V. Brazhkin, Phys. Rev. Lett. 126, 165501 (2021).
  18. M. Kondrin, Y. Lebed, and V. Brazhkin, Phys. Stat. Sol. (b) 259, 2100463 (2022).
  19. А. И. Савватимский, С. В. Онуфриев, УФН 190, 1085 (2020)
  20. A. I. Savvatimskii and S. V. Onufriev, Phys. Usp. 63, 1015 (2020).
  21. A. Savvatimskiy, S. Onufriev, and A. Kondratyev, Carbon 98, 534 (2016).
  22. A. M. Kondratyev and A. D. Rakhel, Phys. Rev. Lett. 122, 175702 (2019).
  23. J. Vanhellemont, A. K. Swarnakar, and O. V. der Biest, ECS Transactions 64, 283 (2014).
  24. В. А. Гончарова, Е. В. Чернышева, Ф. Ф. Воронов, ФTT 25, 3680 (1983).
  25. D. S. Kim, H. L. Smith, J. L. Niedziela et al., Phys. Rev. B 91, 014307 (2015).
  26. S. Wei, C. Li, and M. Y. Chou, Phys. Rev. B 50, 14587 (1994).
  27. C. Wang, J. Gu, X. Kuang et al., Z. Naturforschung A 70 (2015); https://dx.doi.org/10.1515/zna-2015-0027.
  28. A. R. Oganov and C. W. Glass, J. Chem. Phys. 124, 244704 (2006).
  29. Q. Li, Y. Ma, A. R. Oganov et al., Phys. Rev. Lett. 102, 175506 (2009).
  30. C. He, L. Sun, C. Zhang et al., Sol. St.Commun. 152, 1560 (2012).
  31. J. P. Goss, P. R. Briddon, R. Jones et al., Phys. Rev. B 73, 115204 (2006).
  32. V. L. Deringer, G. Cs'anyi, and D. M. Proserpio, Chem. Phys. Chem. 18, 873 (2017).
  33. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme et al., J. Phys.: Condens. Matter 29, 465901 (2017).
  34. T. Bj¨orkman, Comp. Phys.Commun. 182, 1183 (2011).
  35. L. Balogh, G. Rib'arik, and T. Ung'ar, J. Appl. Phys. 100, 023512 (2006).
  36. T. R. Hart, R. L. Aggarwal, and B. Lax, Phys. Rev. B 1, 638 (1970).
  37. P. C. Trivedi, H. O. Sharma, and L. S. Kothari, J. Phys. C: Sol. St. Phys. 10, 3487 (1977).
  38. В. А. Грешняков, Письма в ЖЭТФ 117, 306 (2023)
  39. V. A. Greshnyakov, JETP Lett. 117, 306 (2023).
  40. J. Men'endez and M. Cardona, Phys. Rev. B 29, 2051 (1984).
  41. A. Debernardi, S. Baroni, and E. Molinari, Phys. Rev. Lett. 75, 1819 (1995).
  42. S. Klotz, J. M. Besson, M. Braden et al., Phys. Rev. Lett. 79, 1313 (1997).
  43. В. В. Бражкин, С. Г. Ляпин, И. А. Троян и др., Письма в ЖЭТФ 72, 279 (2000)
  44. V. V. Brazhkin, S. G. Lyapin, I. A. Trojan et al., JETP Lett. 72, 195 (2000).

© Russian Academy of Sciences, 2023

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>