Stability of vacancy due to noncentral force interactions in diamond structural crystals

非中心力相互作用による空孔の安定性

田次 邑吉

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放射線照射によって材料中に生じた空孔が安定に存在し得る理由を明らかにする事は、損傷の計算機シミュレーションの基本の一つであるが、また充分解明されていない。ここでは、ダイヤモンド晶系のSiやGeにおける空孔の形成が古典的な多体問題としてシミュレーションにより研究される。原子間相互作用として、原子間距離のみに依存する中心力ばかりでなく、ボンドの曲りにも依存する非中心力も扱う。完全結晶の中央部より1原子を除去し、その周囲の原子を緩和させる時、中心力相互作用のみでは結晶の表面を固定しても安定した空孔は得られない。非中心力相互作用の場合は、結晶表面を自由にしておいても、安定した空孔が形成され、形成エネルギーも相互作用に固有になる。これは、空孔の周辺に「硬い殻」がつくられるためである。SiとGeに対して、1空孔の形成,移動エネルギー,2空孔の形成エネルギーが示される。

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