REAL

Diffúziós folyamatok nanoskálán = Diffusion Processes on the Nanoscale

Beke, Dezső and Cserháti, Csaba and Erdélyi, Zoltán (2009) Diffúziós folyamatok nanoskálán = Diffusion Processes on the Nanoscale. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
70181_ZJ1.pdf

Download (694kB) | Preview

Abstract

Megmutattuk, hogy Si-nak amorf Ge-ba történő beoldódásakor a kezdetben éles határfelület éles marad és eltolódása nem követi a parabolikus törvényt. Az eltolódást az x~tk hatványfüggvénnyel illesztve azt kaptuk, hogy a k kinetikai exponens értéke kezdetben 0.7 és hosszabb idő után átmegy a parabolikusnak megfelelő 0.5 értékbe. Ez összhangban van korábbi szimulációs eredményünkkel és első kísérleti indikáció az átmenet megfigyelésére. Hasonló elrendezésben vizsgáltuk Si beoldódását egykristály Ge-ba és azt kaptuk, hogy a kinetikai exponensek értéke nagyobb mint amorf esetben (0.9) jelezve, hogy itt erőseb a diffúziós aszimmetria. Vizsgáltuk továbbá hidrogénezett amorf Si-Ge multirétegekben a diffúziós hőkezelések során fellépő szerkezeti változásokat, és azt is megállapítottuk, hogy a diffúziós keveredés lassúbb a hidrogén tartalmú mintákban. Szigetes Cu illetve Ni részecskéket hoztunk létre kerámia hordozókon és vizsgáltuk gömbi, vagy félgömbi geometriában az oxidáció hatását (létre jönnek-e Kirkendall-eredetű üregek, vagy sem). A kísérleteket most terjesztjük ki hasonló geometriában szilárdtest reakciók vizsgálatára. Szimulációkat végeztünk arra vonatkozóan, hogy a klasszikus nukleációs és növekedési folyamatban, a kritikus nukleációs sugár hogyan függ a diffúziós aszimmetria paramétertől és azt kaptuk, hogy értéke akár egy nagyságrenddel is lecsökken (a szimmetrikus diffúziós esethez viszonyitva), ha diffúzió jóval gyorsabb a mátrixban mint a kiválásban. | We have shown that for the dissolution of Si into amorphous Ge. The initially sharp interface remains sharp and shifts by a non parabolic kinetics. Fitting the shift by a x~tk power function it was obtained that at the beginning the values of k kinetic exponents were 0.7, and after longer annealing times it goes gradually to the 0.5 value which corresponds to parabolic kinetics. This is in accordance with our previous result obtained from computer simulations. In a similar arrangement the dissolution of Si into crystalline Si was also carried out and it was obtained that the k was larger in this system (0.9) indicating that here the diffusion asymmetry is larger. Structural changes in hydrogenated Si/Ge multilayers were also carried out it was possible to conclude that the diffusion intermixing is slower in samples hydrogenated samples. Beaded Cu and Ni films were produced on ceramic substrates and the effect of oxidation on the spherical or semi-spherical particles was investigated (whether Kirkendall voids are formed or not). The experiments are extended for investigation of solid-state reaction on similar geometry. We have carried out simulations for the critical nucleus size in a classical nucleation and growth process and it was obtained if the diffusion is much faster in the matrix than in the precipitate, the critical size can be even one order of magnitude smaller as compared to the case when the diffusion asymmetry is neglected.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Szilárdtestfizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QC Physics / fizika > QC06 Physics of condensed matter / szilárdtestfizika
Depositing User: Kotegelt Import
Date Deposited: 01 May 2014 06:07
Last Modified: 22 Aug 2014 06:29
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/12135

Actions (login required)

Edit Item Edit Item