固体中的原子扩散.ppt

《固体中的原子扩散.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章固体中的原子扩散扩散(diffusion)—由于热运动而产生的原子（分子）在介质中的移动本章主要研究——扩散速率及其规律；扩散的微观机理,影响扩散系数的因素等Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.§7.1扩散定律及其应用一、扩散定律1855年，A.Fick总结了扩散规律第一定律：（Fick’sFirstLaw）单位时间内通过垂直扩散方向的单位截面积的扩散物质量（

2、扩散通量）与该截面处的浓度梯度成正比。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.如扩散沿x轴进行，则其中，D为扩散系数(m2/s)C为体积浓度(g/m3或mol/m3)J为扩散通量(g/(cm2s)或mol/(cm2s))Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyri

3、ght2004-2011AsposePtyLtd.负号表示扩散方向与dC/dx方向相反，即从高浓度向低浓度方向扩散Fick’sFirstLaw主要处理稳态扩散（steady—statediffusion）问题,此时，C=C(x)，与时间t无关Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.例7.1如硅晶体中原来每10,000,000个原子含1个磷原子，经过掺杂处理后其表面为每1

4、0,000,000个原子含400个磷原子。假设硅晶片厚0.1cm。试求其浓度梯度。以1)at%/cm;2)atoms/cm3·cm表示。硅的晶格常数为0.54307nm。解：计算原始及表面浓度：以原子百分比表示Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.Forsiliconcrystal,thestructureisdiamondstructure,thereare8ato

5、msinacell.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.所以，以atoms/cm3为单位的浓度为：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.S

6、lidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.第二定律（Fick’sSecondLaw）主要处理非稳态（Nonsteady-StateDiffusion）问题如C=C(t,x)则有：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.如D为常数，则：Evaluationonly.Createdw

7、ithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.一般形式：表明扩散物质浓度的变化率等于扩散通量随位置的变化率Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.Fick’sFirstLaw易解（一阶偏微分方程）Fick’sSecondLaw难解（二阶偏微分方程）二、应用举例下

8、面举例说明一些特殊情况下的解决方法Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.例7.2限定源扩散问题Au