[科普中国]-本征扩散系数

本征扩散系数也称偏（分）扩散系数，包括自扩散和浓度梯度引起的扩散，需要条件是在有浓度梯度的合金中产生。

简介也称为偏（分）扩散系数，是指在有浓度梯度的合金中，组元的扩散不仅包含组元的自扩散，而且还包含组元的浓度梯度引起的扩散。

由合金中组元的浓度梯度所驱动的扩散称为组元的本征扩散，用本征扩散系数描述。

本征扩散主要依赖热缺陷进行的扩散叫本征扩散。在杂质原子往半导体中进行热扩散时，如果杂质原子的浓度小于热扩散温度下半导体中的本征载流子浓度，则杂质原子的扩散系数为常数，这种扩散就称为本征扩散。只有在掺杂浓度较低、或者扩散温度较高时才可能是本征扩散。

满足本征扩散条件的区域即称为本征扩散区。在本征扩散区内，如果扩散有两种杂质，则总的扩散杂质分布将是二者分别扩散所得结果的叠加（即两种杂质的扩散可以分别独立地处理）。其主要分为位错扩散、空位扩散和间隙扩散。

相关研究扩展电阻分析用以测量较低浓度砷的剖面的有效性，进而研究了较低浓度砷在硅中的扩散问题。由于通过快速热退火对样品进行预处理，排除了辐照损伤对扩散系数测定的影响，从而测得砷在硅中本来意义下，即替位扩散意义下的本征扩散系数1。

如所预期，这组数据比国外直至所测得的数据要低。浓度剖面的实验数据由非线性扩散方程的数值解进行拟合1。

结果表明：SUPREM III所采用的模型在较高浓度区扩散系数随浓度递增速率较小，Hu理论仍然和实验较符合。

多元铝合金具有重要的商业价值，在航空和民用工业有着广泛的应用。对多元铝合金中显微组织，加工和性能之间关系的理解对于新型铝合金的设计有着重要的意义。

基于第一性原理，相图热力学，扩散动力学，和相场方法的显微组织演变模拟是一种研究材料中显微组织，加工和性能之间关系的行之有效的工具。

而影响显微组织结构演变模拟可靠性的重要决定因素之一便是扩散。因此,多元铝合金体系的扩散动力学数据库的建立对铝合金工业的发展至关重要2。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学