Low-temperature diffusion in energy and semiconductor materials: A brief review

Анотація

Ключовим фізичним механізмом, важливим при розгляді енергетичних або напівпровідникових матеріалів, є дифузія. Висока дифузійність може обмежувати застосування напівпровідникових матеріалів у функціональних наноелектронних пристроях, тоді як вона є необхідною умовою для енергетичних матеріалів, що використовуються в акумуляторах та твердооксидних паливних елементах. Зазвичай, дифузія активується термічно та регулюється законом Ареніуса. Лише в кількох системах спостерігалися дуже високі коефіцієнти дифузії з низькими енергіями активації дифузії (менше ніж 0,1 еВ). Це, своєю чергою, обумовлює атомну дифузію навіть за низьких температур. Обговорено репрезентативні приклади таких систем та наслідки дифузії за низьких температур. Основна увага приділяється механізмам низькотемпературної дифузії для різних типів матеріалів (оксиди та напівпровідники), зокрема матеріали для різних застосувань, таких як паливні елементи, батареї, наноелектронні та надпровідні пристрої. Цей короткий огляд завершується майбутніми перспективами та розглядом останніх досягнень.