На рис 83,а схематично показана дифузія по кільцевому механізму У ході такої дифузії в єдиному активаційному процесі сусідні атоми 1, 2, 3 і 4 обмінюються місцями

Цей механізм енергетично найменш вигідний для щільноупакованих грат Серед випадків обмінного механізму найменш імовірний парний обмін (рис 83,б), Так як в цьому випадку обменивающиеся місцями атоми створюють дуже сильні локальні спотворення в решітці в перехідних станах (атоми, сусідні з тими, які обмінюються місцями, повинні розсунуться на відстані, рівні двом атомним діаметрам) Розрахунки показали, що потенційний барєр при дифузії по кільцю з чотирьох атомів менше, ніж при парному обміні, так

Рис 83 Дифузія по кільцевому механізму (а) І парно-обмінним механізмом (б)

як у першому випадку відсутня зустрічний рух атомів, що викликає найбільшу локальну деформацію решітки Це дало підставу для припущення, що кільцевий механізм цілком імовірний для некомпактних решіток типу алмаза, особливо коли обмінна дифузія декількох атомів здійснюється не в єдиному активаційному процесі, а послідовно, через утворення проміжних дефектів Френкеля

До цих пір ми обговорювали лише природу елементарних атомних стрибків і не стосувалися питання про переміщення атомів на великі відстані Ці переміщення – результат безлічі стрибків Розрахуємо тепер зміщення атома після того, як він здійснив певне число стрибків Нехай всі стрибки однакові за довжиною (дорівнюють міжатомній віддалі) і відбуваються в решітці з високим ступенем симетрії Проте передбачається, що рух атома в різних можливих кристалографічних напрямках равновероятно Атоми можуть перескакувати вперед, назад, вгору або вниз Тому не можна передбачити, яку результуючу траєкторію здійснить окремий атом після певної кількості стрибків З достатньою точністю можна визначити тільки зсув, усереднене по багатьом дифундують атомів

Джерело: І А Случинський, Основи матеріалознавства і технології напівпровідників, Москва – 2002