Diffusion and aggregation of oxygen vacancies in amorphous silica

无定形固体 氧气 费米能级 空位缺陷 材料科学 扩散 密度泛函理论 电子 化学物理 电离 原子物理学 电介质 化学 离子 结晶学 计算化学 光电子学 物理 热力学 有机化学 量子力学
作者
Manveer Singh Munde,David Gao,Alexander L. Shluger
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:29 (24): 245701-245701 被引量:49
标识
DOI:10.1088/1361-648x/aa6f9a
摘要

Using density functional theory (DFT) calculations, we investigated oxygen vacancy diffusion and aggregation in relation to dielectric breakdown in amorphous silicon dioxide (a-SiO2). Our calculations indicate the existence of favourable sites for the formation of vacancy dimers and trimers in the amorphous network with maximum binding energies of approximately 0.13 eV and 0.18 eV, respectively. However, an average energy barrier height for neutral vacancy diffusion is found to be about 4.6 eV, rendering this process unfeasible. At Fermi level positions above 6.4 eV with respect to the top of the valence band, oxygen vacancies can trap up to two extra electrons. Average barriers for the diffusion of negative and double negatively charged vacancies are found to be 2.7 eV and 2.0 eV, respectively. These barriers are higher than or comparable to thermal ionization energies of extra electrons from oxygen vacancies into the conduction band of a-SiO2. In addition, we discuss the competing pathways for electron trapping in oxygen deficient a-SiO2 caused by the existence of intrinsic electron traps and oxygen vacancies. These results provide new insights into the role of oxygen vacancies in degradation and dielectric breakdown in amorphous silicon oxides.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
3秒前
LF发布了新的文献求助10
3秒前
摆烂女硕发布了新的文献求助10
3秒前
花椒呱呱发布了新的文献求助20
4秒前
4秒前
lilin完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
charlins完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
害羞的又菡完成签到,获得积分10
8秒前
chen发布了新的文献求助10
8秒前
Fei发布了新的文献求助10
8秒前
cc完成签到,获得积分10
8秒前
Tom发布了新的文献求助10
9秒前
覆覆盆子发布了新的文献求助10
10秒前
Winnie完成签到,获得积分10
10秒前
自由念烟完成签到 ,获得积分10
11秒前
池上寒露发布了新的文献求助10
13秒前
学霸业应助摆烂女硕采纳,获得10
13秒前
13秒前
孟德尔吃豌豆完成签到,获得积分10
13秒前
开朗可行发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.2应助kk采纳,获得10
14秒前
故意的寻冬完成签到,获得积分20
14秒前
15秒前
谢大喵发布了新的文献求助10
17秒前
顾矜应助fanyingying采纳,获得10
17秒前
万能图书馆应助祁可爱采纳,获得10
18秒前
轩辕冰夏发布了新的文献求助20
19秒前
呆萌的呆萌完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
ZYQ完成签到,获得积分20
21秒前
摆烂女硕完成签到,获得积分10
21秒前
852应助Tom采纳,获得10
21秒前
潇洒的易文完成签到,获得积分10
21秒前
悦耳天蓝应助恰信一搜采纳,获得60
22秒前
123应助黑大帅采纳,获得10
22秒前
24秒前
spc68发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7654784
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9225985
关于积分的说明 19822049
捐赠科研通 7221142
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3279759
关于科研通互助平台的介绍 2440243
邀请新用户注册赠送积分活动 2279171