固体中的原子扩散

律??第一定律：（Fick’s First Law）?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（扩散通量）与该截面处的浓度梯度成?正比。Р第2页，讲稿共67张，创作于星期日РР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))Р第3页，讲稿共67张，创作于星期日РР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’s First Law主要处理稳态扩散（steady—? state diffusion）问题, 此时，C=C(x)， 与?时间t无关Р第4页，讲稿共67张，创作于星期日РР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10,000,000?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0.54307 nm。???解：计算原始及表面浓度：以原子百分比表示Р第5页，讲稿共67张，创作于星期日РРFor silicon crystal, the structure is diamond structure, there are 8 atoms in a cell.Р第6页，讲稿共67张，创作于星期日РР所以，以atoms/cm3为单位的浓度为：Р第7页，讲稿共67张，创作于星期日РР第8页，讲稿共67张，创作于星期日РР第二定律（Fick’s Second Law）??主要处理非稳态（Nonsteady-State Diffusion）问题??如C=C(t,x)??则有：Р第9页，讲稿共67张，创作于星期日РР如D为常数，则：Р第10页，讲稿共67张，创作于星期日