First-principles study of preferential alignment of Si-related defects on (110) diamond

Abstract

A B S T R A C T:
Preferential orientation of defects in synthetic diamond with respect to the growth surface is very important to understand the mechanism of the defect incorporation. It has been observed that some defects in diamond are preferentially aligned to specific orientations with respect to growth surface. Experiments have been shown that the silicon with two vacancy decorated by hydrogen atom (Si-2V:H) center in diamond exhibits polarization with two [111]-orientations pointed-out of growth (110)-surface and it grows in as units. In this work quantum mechanical theory has been used to investigate the preferential alignment of silicon-related defects on (110) diamond surface. The calculations show that thermodynamic equilibrium alone cannot explain the polarization of silicon-related defects.

     الأفضلية في الإتجاه للعيوب في الماس الاصطناعي مع الأخذ في الإعتبار إتجاه السطح أثناء تصنيع الماس مهم جدا لفهم آلية دمج العيوب حيث لوحظ أن بعض العيوب في الماس تتكون في اتجاه محدد (استقطاب) بالنسبة إلى السطح. و أظهرت التجارب أن شائبة ذرة السيليكون مع اثنين من الشواغر و ذرة هيدروجين (Si-2V: H) في الماس تأخذ الإتجاهين من المتجهات [111] و التي تكون إتجاهها خارج السطح [110] و كذلك تتشكل كوحدة واحدة. في هذا العمل تم استخدام نظرية ميكانيكا الكم لدراسة الإتجاه المفضل للعيوب المرتبطة بذرة السيليكون في الماس على السطح (110)  وقد أظهرت الحسابات أن التوازن الديناميكي الحراري وحده لا يمكن أن يفسر استقطاب العيوب المرتبطة بالسيليكون.