热施主在硅中的形成过程以及氢气的催化作用

热施主在硅中的形成过程以及氢气的催化作用(中文4100字+英文pdf)

L. Tsetseris and Sanwu Wang
Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University, Nashville, Tennessee 37235
S. T. Pantelides
Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University, Nashville, Tennesse 37235 and Condensed Matter Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831
(Received 2 November 2005; accepted 13 December 2005; published online 2 February 2006)

我们看到了硅中氢氧结合簇以及其他相关的可以产生热施主的过程，并且看到了用第一性原则对热施主进行计算的结果。从中我们发现之前存在的小型氧簇转变成了热施主，而这些热施主的激活能较低，为1.15电子伏特。簇的形成源于氢氧的共扩散将氢强烈的束缚在热载流子的前身组态，这种情况下如果氢想逃离束缚需要一个较高的温度以越过一个1.9电子伏特的能垒，1.9这个值已经由于大量关于热载流子复合氢的解离的实验而受到广泛认可。在这种簇中重复捕获并且解离氢可以看做一个催化的过程，而氢就是热施主形成的催化剂。© 2006 American Institute of Physics. [DOI: 10.1063/1.2168680]
目前对于硅中的氧簇这个课题已经有大量的研究了，主要是因为硅中的氧簇可以以电学活性组分存在，而这个被称作热施主[ ]。伴随着氧原子数量的增加，一系列的这种缺陷已经被实验所检测[23]。经过计算得出，热施主中动态能量的范围介于1.25电子伏特与1.7-1.9电子伏特之间，分别对应于小的和大的簇。[ 3] 许多理论研究[ , , , , , , , ]已经证实了簇的几何形状展示了施主的行为,从而模拟出可观察到的热施主的形成与湮灭的动力学行为，且该行为已可以被模拟复制[ , ]。