Учёные из Нижегородского архитектурно-строительного университета и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН выяснили, как изменяется структура карбида кремния при сильном нагреве. Работа состояла из двух стадий – создания математической модели и её экспериментальной проверки. Статья об исследовании опубликована в журнале «Физика твёрдого тела».
В своей работе авторы рассматривали нагретый слой пористого карбида кремния с порами цилиндрической формы. Стартовый размер пор в математической модели составлял 40 нм. Учёные продемонстрировали, что при нагревании радиус пор возрастает. Во второй части моделирования исследователи анализировали диффузию примесей, ванадия и эрбия, через пористый карбид кремния и зависимость этого процесса от температуры. Эта задача была решена с использованием модели диффузии вакансий, которая описывает перемещение атомов эрбия и ванадия по свободным от атомов узлам кристаллической решётки карбида кремния. Результаты показали, что с увеличением температуры отжига происходило ускорение диффузии примеси за счёт ускорения изменения структуры пор.
В ходе экспериментальной проверки пористый карбид кремния нагревали при температуре 1700°С и исследовали процесс диффузии примесей в веществе. Результаты этого эксперимента хорошо согласовывались с данными, полученными в ходе моделирования.
Исследование процессов, происходящих при сильном нагреве в пористом карбиде кремния, поможет в разработке методов физико-химической модификации этого перспективного материала.
Источник информации:
Е. Л. Панкратов, М. Г. Мынбаева, Е. Н. Мохов, К. Д. Мынбаев «Диффузия в пористом карбиде кремния». Физика твёрдого тела, 2011 год, том 53, выпуск 5.
