Процес дифузії атомів у твердих розчинах впровадження є найпростішим і найбільш наочним прикладом цього механізму дифузії Сам механізм зводиться до послідовного переходу атомів з одного міжвузля в інше У розведених твердих розчинах можна вважати перескоки атома з одного міжвузля в інше незалежними один від одного Швидкість дифузії атомів невеликого розміру по Міжвузля

Рис 81 Дифузія по Міжвузля: а Схема дифузії б – Потенційна енергія диффундирующего атома залежно від його положення в кристалічній решітці

в твердому тілі визначається енергією, необхідною для пересування атомів впровадження по кристалічній решітці

Елементарний акт дифузії в цьому випадку показаний на рис 81,а Оскільки в междоузлиях a і b атоми займають положення рівноваги, ці міжвузля відповідають мінімуму енергії системи З міркувань симетрії випливає, що максимум енергії досягається в точці c, Посередині між положеннями рівноваги Залежність потенційної енергії атома від його положення показана на рис 81,б Збільшення енергії диффундирующего атома Qi при його переміщенні в середнє положення викликано головним чином появою пружних напружень, що виникають при його «протискивание» у вузькому просторі між атомами решітки, а також відбувається за рахунок часткового розриву звязків Для твердих тіл величина Qi звичайно становить порядку 1 еВ Оскільки середня теплова енергія атома при помірних температурах не перевищує 01 еВ, то для подолання енергетичного барєра Qi необхідна велика флуктуація енергії Загальна частота стрибків, скоєних з вихідної позиції, згідно з формулою (87) дорівнює

f = Zν exp(−Qi/kT )                                  (88)

Як уже згадувалося, по міжвузольні механізму дифундують

домішки впровадження Наприклад, за таким механізмом відбувається дифузія Li в Ge У цьому випадку дифузія лімітується тільки енергією активації міграції домішки Qi

Рис 82 Дифузія за рахунок руху вакансій: а Схема дифузії б – Залежність потенційної енергії диффундирующего атома від його положення в кристалічній решітці

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