Cristalización Espontánea

Simulación Atomística De La Cristalización De Explosivos En El Silicio Y El Germanio Puro
Este trabajo describe la simulación primera computadora a escala atómica de la cristalización de explosivos, un proceso mediante el cual un material amorfo, tales como Si o Ge, puede cristalizar a velocidades de alrededor de 15 m / s facilitado por una capa líquida que se interpone entre el cristal y lasregiones amorfas .Se estudia la naturaleza de esta capa de líquido y su medida en condiciones próximas al estado de equilibrio y valorar su ancho a la gama de 46 a 61 Å en condiciones de moderada pérdida de calor, con variaciones entre 27 Å y 117 Å, dependiendo de las condiciones de pérdida de calor.
La velocidad del frente de crecimiento de cristalización, la diferencia de temperatura a través dela capa líquida, y la dependencia de las propiedades del sistema en las similitudes muestran la pérdida de calor a los recientes datos experimentales.

INTRODUCCIÓN
Grupo IV semiconductores, tales como Si y Ge, son capaces de someterse a un proceso de cristalización muy rápida (tan rápido como 15 m / s) por el cual el sólido amorfo se convierte en material cristalino, que se conoce este procesocomo la cristalización explosivos .... El proceso se cree que llevará a cabo mediante la creación de una región pequeña de líquido, por ejemplo, a través del calor de un láser, en un punto o una línea dentro de los sólidos amorfos que posteriormente se cristaliza y, debido al balance de calor inherente en el sistema, libera calor suficiente para derretir más en el material amorfo ... Por estemecanismo, el proceso puede propagar más de cm o más escalas de longitud hasta que toda la muestra es cristalina o hasta que el proceso se apaga (por ejemplo, la pérdida de calor en el sustrato ).... El proceso consiste en un juego fascinante de la cinética en fase líquida y sólida, el transporte, y la termodinámica. Las fuerzas motrices de este proceso incluyen la diferencia de temperatura yentalpía de fusión entre las fases sólida (DTM = 235 K para el silicio, 1,9 DTM = 245 K para germanium10) para los que el cristal tiene los valores más altos. Estas diferencias asegurarse de que suficiente calor se genera durante la cristalización de propagar la cristalización, así como velar por que la transferencia de calor se produce desde la interfaz de cristal líquido a la interfase líquido-amorfaporque el primero se produce a una temperatura más alta……………………………………………………………………………………………………………………..

Poco se sabe sobre el proceso de cristalización de explosivos en un nivel atómico, ya que se produce demasiado rápido para el análisis microscópico utilizando la metodología experimental. La velocidad del proceso ha sido bien estudiado y la velocidad de la interfaz se ha establecido que 12 a 16 m/ s para GE6-8, 11 y 15 m / s para el estudio técnicamente más desafiante de Si.1-5 Confirmación de la existencia de la capa de líquido ha sido más vacilante .... Tres documentos propuestos límites superiores para el ancho de la capa líquida: Thompson colocó una anchura máxima de 180 A en la capa líquida de Si mediante el examen de la conductancia transitoria de una muestra de explosivocristalizar. Lowndes coloca el límite superior a un valor ligeramente menor, 150 A, mediante el análisis de la final del contenido de Cu de iones en una muestra de explosivo cristalizado de Cu-Si implantado. Un tercer artículo de Stolk predijo una anchura máxima de la capa líquida, 300 Å mediante el acoplamiento de los cálculos de flujo de calor con resultados experimentales. Un reciente estudio innovadorChojnacka y Thompson11 proporciona la estimación más concluyentes de la anchura de esta capa intermedia líquida para GE, reduciendo el mejor estimación experimental a valores de hasta 100 A, obtenida mediante el examen de la conductancia transitoria del lateralmente de forma explosiva muestras cristalizadas. Todos estos estudios predecir la ancho de la capa de líquido a ser del orden de 100 Å,...