Mn杂质在（Ga，Mn）As外延层中的扩散

硅三间隙缺陷的快速扩散机制

Fast Diffusion Mechanism of Silicon Tri-interstitial Defects

采用分子动力学和轻推弹性带方法相结合的方法，研究了硅中致密三元系的微观自扩散过程。我们发现，紧凑的三间隙移动的集体位移，涉及平移和旋转，在螺旋状运动沿$[111]$方向的五个原子。该途径的阐明表明了结合紧密结合的分子动力学与\textit{ab initio}密度泛函计算探针扩散机制的效用。利用密度泛函理论得到扩散势垒和前因子，计算了$ 4 \cdot 10^{-5} \exp (- 0.49 {\rm eV} / k_{B} T) {\rm cm^2/s} $的扩散常数。由于低扩散势垒，在诸如离子注入的条件下，$I_{3}^{b}$扩散可能是重要的过程，离子注入产生过量的杂质，因此有利于间隙簇的形成。

砷在硅中的间隙扩散

Interstitial diffusion of arsenic in silicon

利用非平衡杂质间隙种的长程间隙迁移机制模拟了离子注入过程中砷的再分布。一个很好的协议的计算砷浓度分布与实验数据允许一个假设，非平衡砷间隙原子的迁移，使热砷扩散的低浓度区域的形成作出了重大贡献。在此假设的框架内计算的砷浓度分布的温度为1050摄氏度与实验一致。已经获得了描述在1050和1108摄氏度下砷扩散的一些参数。

InP和InAs中As与P原子通过空位和间隙原子扩散的迁移势垒

Migration barriers for diffusion of As and P atoms in InP and InAs via vacancies and interstitial atoms

本文用密度泛函理论计算InP和InAs中As、P原子经空位和间隙原子扩散的迁移势垒，发现间隙机制能垒更低但形成能更高，两种机制总激活能相当。

钒中强非Arrhenius自填隙扩散

Strongly Non-Arrhenius Self-Interstitial Diffusion in Vanadium

利用分子动力学模拟研究了自填隙原子在钒中的扩散行为。在<111>低温下，分裂的光子是一维扩散的，但<111>随着温度的升高，会向其他方向旋转。SIA扩散是高度非Arabius的。在T&lt;600 K时，这种行为源于温度相关性。在T&gt;600 K时，当迁移势垒与热能相比变小时，热激活扩散的Arrhenius表达式失效。这导致在低T下的阿克里乌斯扩散动力学和在高T下的扩散率与温度成比例。

高间隙浓度下的量子扩散：表面扩散的应用

Quantum diffusion at high interstitial concentrations: Application to surface diffusion

在这项工作中，我们首先研究了在高间隙浓度时，扩散粒子之间的短程相互作用的影响是因素的晶体固体的体积中的量子扩散。在小极化子形式主义的范围内，依赖于温度和间隙浓度的跃迁速率已被计算。然后，利用所得结果，我们考虑了表面扩散模型，它定性地再现了低温实验中观察到的氢同位素在W（110）表面的扩散行为[S. C. Wang和R. Gomer，J.Chem.Phys. v.83，4193（1985）]。通过蒙特卡罗模拟确定了扩散系数与覆盖度的关系。该模型允许假设，基本上不同的扩散的氢（氚）和氘可以是其不同的量子统计和吸附粒子之间的直接相互作用的结果。

对“Mn在（Ga，Mn）As中的间隙扩散”一文的评论

Comment on "Mn Interstitial Diffusion in (Ga,Mn)As"

已知（GaMn）As的磁性和输运性质受生长后退火的影响，并且人们普遍认为这些修改是由于Mn杂质的外扩散。我们表明，退火诱导的修改强烈加速，如果处理下进行的作为盖帽。这意味着改性速率不受扩散过程的限制，而是受扩散物质的表面捕获的限制。

杂质原子间隙迁移方程的解析解

Analytical solution of the equations describing interstitial migration of impurity atoms

对于半导体表面Robin边界条件，得到了描述非平衡杂质间隙原子迁移引起的杂质扩散方程的解析解.所得到的解决方案可以是有用的近似数值解的验证，为模拟的一些过程中的间隙扩散，并为模拟杂质扩散在掺杂层与decananometer的厚度，因为在这些层之间的不动的替代溶解的杂质原子，迁移self-promptials，迁移间隙杂质原子的不平衡可以发生。为了说明后者的情况下，氮在砷化镓中的扩散模型的开发和模拟的氮再分布从掺杂外延层在GaAs衬底的热退火过程中完成。计算的杂质浓度分布与实验数据吻合得很好。拟合的实验配置文件，使我们能够推导出的值的参数，描述间隙杂质扩散。

杂质原子间隙扩散的解析解

Analytical solutions for the interstitial diffusion of impurity atoms

对高温离子注入过程中的杂质再分布和掺杂外延层的扩散问题，给出了非平衡杂质迁移引起的杂质扩散方程的解析解。在第一种和第二种情况下，在半导体表面的反射边界条件和恒定浓度的条件下，在表面和在它的大部分，分别使用。在此基础上，研究了InP/InGaAs异质结构中高注量低能氘注入过程中氢在硅中的扩散和快速热退火过程中铍从掺杂外延层中的扩散。计算的杂质浓度分布与实验数据吻合得很好。拟合的实验配置文件，使我们能够推导出的值的参数，描述间隙杂质扩散。

间隙杂质原子非定常扩散方程的格林函数解法

Solution of the nonstationary diffusion equation for interstitial impurity atoms by the method of Green functions

基于格林函数方法，导出了描述非平衡间隙杂质原子非定常迁移的扩散方程的解析解。假定非平衡杂质的初始分布是由于离子注入而形成的，因此可用高斯函数来描述。在半导体表面施加常浓度杂质边界条件（Dirichlet边界条件）或反射边界条件。Dirichlet边界条件也适用于无穷远处的杂质浓度，即，在半导体的主体中。在此基础上，模拟了低温热处理过程中离子注入硼在硅衬底中的再分布。退火后的硼原子分布的计算值与实验值符合得很好。这意味着所得到的解析解既可用于验证数值结果，也可用于模拟低温热处理过程中非平衡杂质元素的长程迁移。

镓间隙原子对砷化镓中扩散的贡献

Gallium interstitial contributions to diffusion in gallium arsenide

本文利用第一性原理计算砷化镓中镓间隙原子及其他本征缺陷的形成焓与平衡浓度，系统分析了化学势、掺杂水平及非平衡缺陷对镓自扩散的影响，揭示了不同费米能级下主导扩散的电荷态，并与实验结果一致。

（Ga，Mn）As中Mn的间隙扩散

Mn Interstitial Diffusion in (Ga,Mn)As

我们提出了一个相结合的理论和实验研究的铁磁半导体（Ga，Mn）的，这解释了显着的变化，观察到低温退火。仔细控制退火条件使我们能够获得铁磁转变温度高达159 K的样品。从头计算，和退火过程中的电阻率测量，表明所观察到的变化是由于外扩散的Mn金属向表面，由约0.7-0.8 eV的能量势垒。Mn间隙是双施主，导致载流子的补偿和铁磁性的抑制。由高浓度的替代Mn受体诱导的电场对扩散具有显著的影响。

晶体中间隙扩散的元动力学多势垒策略

Multi-Hill Strategy in Metadynamics for Interstitial Diffusion in Crystals

提出一种利用结晶学对称性的 MetaD 多势垒策略，通过在 FES 等价位置同时沉积势垒加速晶体间隙扩散，单次模拟即可无先验获取所有基元过程，并在 BaZrO3 质子扩散中验证其高效性。

3C- SiC中本征缺陷迁移的从头算研究

Ab initio study of the migration of intrinsic defects in 3C-SiC

采用基于密度泛函理论的从头算方法研究了3C-SiC中本征缺陷的扩散。空位迁移到自己的子晶格。碳分裂间隙和两个相关的硅间隙，即四面体碳协调间隙和<110>定向分裂间隙，被发现是远比空位更流动。在p型和补偿材料中转变成空位-反位复合物的硅空位的亚稳性在动力学上抑制其对扩散过程的贡献。分析了杂质和空位在自扩散中的作用。定性地讨论了掺杂剂扩散的后果。我们的分析强调了基于硅和碳材料的机制的相关性。

从高斯-勒让德三平方定理视角看稀合金中间隙溶质的占位与扩散

Occupation and diffusion of interstitial solutes in dilute alloys in perspective of the Gauss Legendre three square theorem

本文以C、N、O在稀铁合金中的扩散为例，借助高斯-勒让德三平方定理将间隙溶质等效占位多面体分为7类，并利用Wythoffian操作描述迁移路径，结果可推广到其他低浓度置换溶质材料中的空位与间隙原子扩散。

合金元素在稀Zr合金中扩散机制的第一性原理研究

First-principles investigation on diffusion mechanism of alloying elements in dilute Zr alloys

杂质在Zr中的扩散对于Zr合金的许多应用，特别是对于它们在核反应堆包壳中的应用是潜在重要的。然而，关于哪些元素是空位与间隙扩散体，目前存在显著的不确定性，这可以抑制对它们在不同温度、辐照和合金化条件下的行为的理解和预测。因此，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，预测了14种替代型合金元素在六方密排Zr中的稀杂质扩散系数随温度的变化.用八频率模型对空位介导的扩散进行建模。间隙的扩散的贡献估计从间隙的形成和选择迁移能量。在9个高对称性间隙网站的每个杂质的形成能进行了测定，包括显着的影响热膨胀。每个溶质在HCP锆中的主导扩散机制被确定在计算的空位介导的活化能，间隙活化能的下限和上限，和形成熵，提出了一个粗略的溶质的金属半径的关系。据预测，Cr，Cu，V，Zn，Mo，W，Au，Ag，Al，Nb，Ta和Ti都主要通过间隙机制扩散，而Hf，Zr和Sn可能主要是在低温下的空位介导扩散体和在高温下的间隙扩散体，尽管这些元素在高温下的机制的识别是相当不确定的。

不同瞬态增强扩散抑制条件下离子注入硼再分布的模拟

Simulation of ion-implanted boron redistribution under different conditions of the transient enhanced diffusion suppression

杂质扩散模拟表明，在800^{ \circ }C及以下的退火温度下，离子注入硼的再分布是由非平衡杂质的长程迁移决定的，与瞬态增强扩散抑制方法无关。已确定的相对数量的杂质原子，这是被转移到瞬态间隙的位置，和时间平均迁移长度的非平衡硼杂质已获得。

硅、锗晶体中间隙氧扩散的一般模型

General Model of Diffusion of Interstitial Oxygen in Silicon and Germanium Crystals

用分子力学、半经验和从头算方法对硅和锗晶体中氧扩散系数进行了理论模拟。据建立，间隙氧原子（Oi）的扩散过程是由最接近Oi的三个硅（锗）原子的最佳配置控制。计算得到激活能Ea（Si）= 2.59 eV，Ea（Ge）= 2.05 eV，指前因子Do（Si）= 0.28 sm 2 s-1，Do（Ge）= 0.39sm ~ 2·s ~（-1）与实验值符合得很好，并首次较好地描述了Si晶体中氧扩散常数随温度的变化关系（T=350 - 1200 ℃）。流体静压（P<80 kbar）导致扩散势垒线性降低（对于Si晶体dEa/dP = -4.38 × 10（-3）eV kbar-1）。计算出的硅晶体中的氧扩散系数的压力依赖性同意以及与氧相关的热施主的压力增强的初始生长。

原子级光滑硅表面自填隙反应的实时观测

Real-Time Observation of Self-Interstitial Reactions on an Atomically Smooth Silicon Surface

自扩散和杂质扩散在高比表面积半导体纳米结构的制备中起着至关重要的作用。然而，半导体中点缺陷的体表面反应的实验研究受到极低浓度和晶格中单点缺陷可视化困难的强烈阻碍。在这里，我们报告的第一个实时实验观察的自填隙反应在一个大的原子级光滑的硅表面。我们发现，在860- 1000 ^oC温度范围内，金扩散过程中在硅体中产生的非平衡自激电子在（111）表面湮灭，产生硅从体到表面的净质量通量。二维岛的动力学过程主要由原子台阶边缘的反应控制。估算了自激子与表面相互作用的激活能和金通过表面渗入硅体的能垒。这些结果表明，表面形态可以深刻地影响表面-本体反应应该有重要的影响，纳米制造技术的发展。

离子注入硼在晶体硅中的间隙扩散

Interstitial diffusion of ion-implanted boron in crystalline silicon

本文对离子注入硅晶体低温退火过程中硼化物的长程迁移进行了模拟。

Mg和其它间隙金属掺杂剂在GaN中的迁移

Migration of Mg and other interstitial metal dopants in GaN

采用密度泛函方法研究了Mg在纤锌矿GAN中的最小能量迁移路径。该研究还包括Li，Na和Be掺杂剂，以检查对掺杂剂种类的大小和电荷的依赖性。在所有考虑的情况下，杂质像离子一样扩散，没有任何局部电荷的趋势。Li、Mg和一定程度的Na在GAN中几乎各向同性地扩散，平均扩散势垒分别为1.1、2.1和2.5 eV。相反，被显示出显着的各向异性与能量势垒为0.76和1.88 eV的扩散路径垂直和平行于c轴。扩散势垒一般随离子电荷和离子半径的增加而增加，但它们之间的相互作用并不是微不足道的。计算的迁移势垒镁是一致的，在最近的β-发射通道实验中估计的值。

钛间隙流促进了金红石型TiO $_2$在（001）表面的再氧化过程

Ti interstitial flows giving rutile TiO$_2$ reoxidation process enhanced in (001) surface

我们重新回顾了从头计算评估的能量障碍沿金红石型TiO $_2$中的缺陷的可能的扩散路径。通过仔细考虑自相互作用的抵消，确定了Ti原子沿$c$轴的跳跃是主要的扩散方向。这一结论与以往的理论研究结果相矛盾，其原因是由于以往的理论研究中缺陷半径的估计过高，而缺陷半径的估计又是由于缺陷的抵消效果不好。这里更新的预测可以解释[001]表面比[110]表面更好的放射性。

ThO$_2$中氧及氧缺陷扩散系数的第一性原理研究

A first-principles investigation of the diffusivities of oxygen and oxygen defects in ThO$_2$

本文基于密度泛函理论和声子模拟研究ThO$_2$中氧空位与间隙缺陷的迁移能垒、尝试频率及扩散系数，揭示了不同温度、氧压和化学计量比下主导氧扩散的缺陷机制。

氢在$α$ -Fe中扩散的从头算分子动力学模拟

Ab-initio molecular dynamics simulation of hydrogen diffusion in $α$-iron

采用第一性原理原子分子动力学模拟，在微正则系综和正则系综下研究了间隙氢在$α$ -铁中的扩散。$θ=1/16 and 1/2 have been considered by locating interstitial hydrogen atoms at random positions in a $ 2 \times 2 \times 2$超晶胞之间的氢与铁比率。我们发现，平均最佳吸收位置和扩散势垒依赖于interestial的浓度。铁的德拜温度随间隙氢浓度的增加而单调下降，证明了大量扩散氢原子的存在显著削弱了铁-铁原子间相互作用势。

通过劈裂缺陷研究$β$-Ga$_2$O$_3$中的Ga间隙和空位扩散：基于主扩散方程的直接方法

Investigation of Ga interstitial and vacancy diffusion in $β$-Ga$_2$O$_3$ via split defects: a direct approach via master diffusion equations

本研究基于第一性原理与主扩散方程直接求解，预测了$β$-Ga$_2$O$_3$中Ga间隙与空位的3D扩散率张量，发现3-劈裂缺陷使两者沿$c$轴扩散最快，且Ga自扩散主要由高浓度的V$_{Ga}^{3-}$介导。

面心立方金属刃型位错附近偏析形成动力学

Kinetics of segregation formation in the vicinity of edge dislocation in fcc metals

我们使用新的间隙杂质扩散通量方程来研究杂质原子在位错附近的再分布。两个层次的模拟应用。第一个是评估的系数，确定应变张量分量的影响，FCC结构中的间隙扩散通量。为此，我们已经开发了一个模型到框架的分子静态方法考虑到原子环境附近的间隙网站和鞍点配置。第二个层次是基于非线性扩散方程，考虑了由缺陷产生的应变，模拟间隙偏析的形成。结果表明，位错附近的碳原子分布具有相当复杂的特征，空位分布与碳分布有着质的不同。

离子注入硼的间隙扩散模拟

Simulation of interstitial diffusion of ion-implanted boron

本文提出了一个在快速热退火过程中，离子注入硼在锗注入非晶化硅层中的间隙扩散模型。据推测，由于在离子注入层中形成的杂质原子团的溶解或重排，在退火过程中连续产生硼化物，其中杂质浓度高于溶解度极限。由于硼原子半径与硅原子半径不同而产生的局部弹性应力也有助于硼原子的产生。在此模型的基础上，对离子注入硼在850 ℃、60 s的快速热退火过程中的再分布进行了模拟。热处理后硼分布的计算轮廓与实验数据吻合良好，证实了模型的适当性。已经导出了一些间隙扩散的参数。特别地，非平衡硼化物的平均迁移长度等于12纳米。约有1.96%的硼原子进入间隙位，参与了快速的间隙迁移，然后重新不动，迁移到替代位置或形成具有晶格缺陷的电惰性复合物。

Influence of Br$^{-}$/S$^{2-}$ site-exchange on Li diffusion mechanism in Li$_6$PS$_5$Br -- a computational study

We investigate the influence of Br$^-$/S$^{2-}$ site-exchange on lithium diffusion in the agyrodite-type solid electrolyte Li$_6$PS$_5$Br by ab-initio molecular dynamics simulations. Based on the calculated trajectories a new mechanism for the internal lithium reorganization within the Li-cages around the $4d$ sites is identified. This reorganization mechanism is highly concerted and cannot be described by one single rotation axis only. Simulations with Br$^-$/S$^{2-}$ defects reveal that Li$^._i$ interstitials are the dominant mobile charge carriers, which originate from Frenkel pairs. These …

离子注入层外延生长过程中原子扩散的模拟

Modeling of ion-implanted atoms diffusion during the epitaxial growth of the layer

在与外延层运动表面相联系的坐标系中，考虑到非平衡点缺陷的非均匀分布和缺陷对在弹性应力场中的漂移，给出了由杂质原子-本征点缺陷对的形成、迁移和溶解引起的杂质扩散方程。在低注量离子注入条件下，得到了该方程的解析解。

Be在氮化镓中的扩散：实验与模拟

Diffusion of Be in gallium nitride: Experiment and modelling

通过分析无限热源下铍在氮化镓中随温度变化的扩散曲线，研究了铍在氮化镓中的扩散机制。将铍原子注入到通过卤化物气相外延在氨的氮化镓衬底上结晶的高结构质量的氮化镓层中。在1000 ° C和1400 ° C之间的不同温度下，在高氮气压力下进行注入后退火。通过二次离子质谱法分析了注入和退火样品中的铍离子分布。结果表明，掺杂剂的扩散是两种机制的结合：快速间隙扩散和缓慢的替代扩散。的指前因子以及激活能为两个扩散路径进行了测定。根据铍的深度分布特征，计算了镓空位和间隙铍的形成能，并与理论值进行了比较。

通过互穿网络直接扩散：钛中的氧

Direct diffusion through interpenetrating networks: Oxygen in titanium

杂质原子如何在晶体中运动是材料学中一个基本的、经常出现的问题。以前对钛中氧扩散的理解依赖于最近发现不稳定的间隙晶格位点，使得氧的扩散途径未知。使用第一性原理量子力学方法，我们发现三个氧间隙的钛网站，并量化的多个互穿网络的氧扩散。令人惊讶的是，没有单一的过渡占主导地位，但都有助于扩散。

外延纳米晶的合金化机制

Alloying mechanisms for epitaxial nanocrystals

在这封信中报道了外延纳米晶体合金化的不同机制。通过改变化学气相沉积过程中的生长条件和退火环境，研究了生长过程中的混合、表面扩散和岛内扩散。每个机制的相对重要性进行了评估，在确定一个特定的圆顶形Ge：Si（001）岛的组成分布。对于以较快速率生长的样品，生长期间的混合减少。Si表面扩散在H $_2$退火期间占主导地位，而Ge表面扩散和岛内扩散在PH $_3$环境中退火期间占主导地位。

Self-diffusion in carbon-alloyed CoCrFeMnNi high entropy alloys

Tracer diffusion of the substitutional components in (CoCrFeNiMn)$_{1-x}$C$_x$ high-entropy alloys with x = 0.002, 0.005 and 0.008 (in at. fractions) is measured at elevated temperatures from 1173 to 1373 K. Two different characteristic effects of interstitial carbon addition on substitutional diffusion in these FCC alloys are distinguished. At the highest temperature of 1373 K, alloying by C with relatively low concentrations (x = 0.002) retards diffusion of the substitutional elements with respect to those in the C-free alloy. At lower temperatures and/or higher C concentrations (x > 0.005),…

硼注入硅的微观扩散机制随退火温度的变化

Change in the microscopic diffusion mechanisms of boron implanted into silicon with increase in the annealing temperature

建立了硼在硅中扩散的双流模型。该模型的目的是模拟瞬态增强扩散，包括离子注入硼在低温退火过程中的再分布。提出了硼的扩散机制，即：非平衡态硼原子的长程迁移机制和杂质原子-硅自填隙对的形成、迁移和溶解机制。在此基础上，对800 ℃和900 ℃退火条件下硅衬底中注入硼的再分布进行了模拟。计算的硼浓度分布与实验数据吻合得很好。结果表明，在800 ℃时，杂质原子的输运是由于团簇转变或溶解过程中产生的非平衡硼原子的长程迁移所致。另一方面，发现在900摄氏度的温度下，对扩散机制在显著的瞬态增强扩散中起主要作用。确定了描述非平衡态硼原子输运和置换溶解态硼原子瞬态增强扩散的若干参数。例如，发现在900摄氏度的温度下，硼扩散的时间平均增强约等于44倍。所获得的结果是重要的瞬态增强扩散抑制的方法的发展，牢记硅集成微电路的尺寸的缩放。

辐射诱导的自间隙原子簇在HCP锆中各向异性扩散的分子动力学与速率理论评估

Anisotropic diffusion of radiation-induced self-interstitial clusters in HCP zirconium: a molecular dynamics and rate-theory assessment

本研究利用分子动力学模拟分析了HCP锆中辐射诱导自间隙原子簇的扩散各向异性，发现级联诱导簇比聚集簇各向异性更强且存在二维扩散簇，并据此估算了速率理论模型参数，预测的生长应变与实验相符但对原子间势敏感。

移动间隙原子在缺陷动力学中的双重作用：从阻滞到加速

Dual Role of Mobile Interstitials in Defect Kinetics: From Retardation to Acceleration

本研究提出双态化学势积分（TSCPI）方法，高效计算活化自由能，揭示移动间隙原子对缺陷动力学具有阻滞与加速双重作用，并阐明其随浓度变化的交叉机制。

生长铍在砷化铟镓中的扩散：从头算、连续理论和动力学Monte Carlo研究

Grown-in beryllium diffusion in indium gallium arsenide: An ab initio, continuum theory and kinetic Monte Carlo study

在利用InGaAs缩小电子器件的一个障碍是其异常的掺杂剂扩散行为;具体地说，现有的模型无法解释铍扩散的实验数据一致。在本文中，我们提出了一个全面的模型，考虑到自间隙迁移和与Ga和In的相互作用。密度泛函理论（DFT）计算首先用于计算可能的扩散机制的能量参数和电荷状态。基于DFT的结果，连续模拟和动力学蒙特卡罗模拟，然后执行。该模型能够再现实验Be浓度分布。我们的研究结果表明，Frank-Turnbull机制是不可能的，相反，踢出反应是占主导地位的机制。由于大的反应能差异，Ga间隙和In间隙在踢出反应中起不同的作用，与通常假设的相反。DFT计算还表明As对Be扩散的影响可能是不可忽略的。

Be掺杂Pt电极中氧扩散的减少

Reduced O diffusion through Be doped Pt electrodes

使用第一性原理电子结构计算，我们筛选出9种元素，它们的潜力，以阻止氧扩散通过多晶Pt（p-Pt）膜。我们确定，O扩散优先沿Pt晶界（GBs）的间隙。计算的障碍是兼容的实验估计。我们发现，Be控制O通过p-Pt扩散。铍在间隙（i）和置换（s）位点分离为Pt GB。i-Be比O的移动性稍差，它排斥O，从而填充GB。s-Be具有高扩散势垒，并且它与O形成强键，将O捕获在GB中。实验证实了我们的理论预测。

过渡金属在金红石中异常扩散的成因

Origin of the abnormal diffusion of transition metal in rutile

掺杂剂在金红石中的扩散是决定许多使用金红石的器件性能的基本过程。已知扩散行为高度依赖于样品，但其原因尚不清楚。本文采用第一性原理计算对金红石进行了研究，以揭示不同掺杂元素扩散行为差异的微观根源。发现了开路通道中沿[001]方向的异常扩散行为：较大的原子（包括Sc和Zr）通过间隙机制扩散的能垒较低，这与它们已知的缓慢扩散速率明显矛盾。为了解决这个问题，我们提出了一个替代模型的大尺寸掺杂剂在金红石中的整体扩散速率，显示平行于[001]通道，它是有限的间隙态的形成，而在垂直于[001]的方向，它通过踢出机制进行。相比之下，Co和Ni更倾向于停留在金红石的间隙位置，并且在[001]通道中具有非常小的迁移势垒的常规扩散。这导致高度各向异性和快速扩散。本研究发现的扩散机制可以解释实验测量的扩散数据，这些发现为经典的扩散问题提供了新的理解。

SrTiO3上外延LaAlO3中表面扩散的厚度依赖性（001）

Thickness dependence of surface diffusion in epitaxial LaAlO3 on SrTiO3(001)

利用脉冲激光沉积过程中的原位X射线漫散射和镜面反射研究了LaAlO 3/SrTiO 3（001）薄膜材料体系。使用这种方法，我们能够测量的特征表面长度尺度和特征时间的平面内和下坡扩散的时间依赖性。这些数据允许作为LaAlO 3厚度的函数的各种扩散过程的活化能的测定。此外，我们表明，第一单层的下坡扩散速率是明显不同于随后的层。这些结果直接比较，在同质外延SrTiO 3（001）的沉积过程中看到以前的实验观察。

混合离子电子半导体界面的化学扩散及其与La2NiO4 +d外延薄膜的比较

Chemical Diffusion at Mixed Ionic Electronic Semiconductor Interfaces and comparison with La2NiO4+d epitaxial thin films

本文用标准半导体物理学的方法描述了混合离子电子导体（MIEC）的一个简单模型。该模型允许理解缺陷平衡和电荷传输在理想的异质结材料之间同时进行电子和离子点缺陷，并探讨如何整流效应的电子或离子电流可能会影响化学扩散和电压下极化的接口。我们发现定性良好的协议与实验测量的电导弛豫的La 2 NiO 4 +d薄膜外延生长在NdGa O 3（110）衬底上时，考虑到可能的膜和衬底之间的氧交换。我们讨论了这个模型的影响，以了解空间电荷层的形成和氧化物薄膜异质结构的化学扩散时，暴露在高温和不同的氧分压。

Zr自扩散的分子动力学研究

Molecular Dynamics Study of Self-Diffusion in Zr

我们采用最近开发的半经验Zr势通过分子动力学模拟确定在hcp和bcc Zr中的扩散系数。直接从MD模拟而不是从理论方法使用T=0计算确定点缺陷浓度。我们发现，通过在hcp Zr的间隙机制的扩散进行，空位和间隙机制在bcc Zr的扩散率的贡献。与实验数据的协议是极好的hcp锆和bcc锆，它是相当好的，在高温下，但在低温下有相当大的分歧。

Highly efficient parallel grand canonical simulations of interstitial-driven deformation-diffusion processes

Diffusion of interstitial alloying elements like H, O, C, and N in metals and their continuous relocation and interactions with their microstructures have crucial influences on metals properties. However, besides limitations in experimental tools in capturing these mechanisms, the inefficiency of numerical tools also inhibits modeling efforts. Here, we present an efficient framework to perform hybrid grand canonical Monte Carlo and molecular dynamics simulations that allow for parallel insertion/deletion of Monte Carlo moves. A new methodology for calculation of the energy difference at trial …

六方碳化钨中本征缺陷的第一性原理研究

First principle study of intrinsic defects in hexagonal tungsten carbide

本征缺陷的特性对于理解聚变反应堆偏滤器中碳化钨的自扩散过程、机械强度、脆性和塑性具有重要意义。在这里，我们使用第一性原理计算来研究点缺陷及其复合物在WC中的稳定性。计算结果证实了碳缺陷的形成能远低于钨缺陷的形成能。空位周围存在向外弛豫，间隙碳和间隙钨原子都倾向于占据八面体间隙位的碳基面投影。孤立碳缺陷扩散的结果表明，碳空位由于极高的扩散势垒而在较宽的温度范围内停留，而碳间隙迁移由于其相当低的激活能而在较低的温度下被激活。这些结果为800K阶段是由碳空位长程迁移退火所致的推测提供了证据。

金属表面扩散和外延生长的密度泛函理论

Density-Functional Theory of Surface Diffusion and Epitaxial Growth of Metals

介绍了密度泛函理论的基本概念及其在凝聚态物理和材料科学中复杂过程计算中的应用。特别是，我们讨论如何微观生长参数可以确定DFT和如何在此基础上宏观现象可以描述。为了达到现实的生长条件的时间和长度尺度，DFT结果补充动力学蒙特卡罗模拟。

高纯液相外延GaAs的少子扩散淀积

Minority Carrier Diffusion Lengths for High Purity Liquid Phase Epitaxial GaAs

少数载流子的扩散长度Lp，n是半导体材料中的一个重要特性参数，在构造太阳能电池（Hovel 1975）、双异质结激光器（Casey和Panish 1978）和双极晶体管等器件时特别重要。它们的效率主要取决于少数载流子通过中性材料扩散到pn结或肖特基势垒的能力，在那里它们与多数载流子复合。由于这个原因，已经在各种半导体材料中测量了扩散长度。GaAs材料是在澳大利亚核科学与技术组织通过液相外延（LPE）生长的。高纯度p型和n型LPE-GaAs样品的扩散长度测量观察到的是比任何以前报道的更长。用电子束感应电流（EBIC）技术测量了p型和n型GaAs的少子扩散长度。

硅衬底低温退火过程中注入原子瞬态间隙扩散的模拟

Modeling of the transient interstitial diffusion of implanted atoms during low-temperature annealing of silicon substrates

结果表明，在离子注入杂质分布的低浓度区，许多与“拖尾”有关的现象是由于非平衡杂质的反常扩散所致。这些现象包括在非晶化硅中的硼注入、铟离子的“热”注入、离子注入层的退火等。特别是，为了验证这一微观机制，模拟离子注入层的低温退火过程中的硼再分布已经进行了不同条件下的瞬态增强扩散抑制。由于与实验数据符合得很好，得到了非平衡杂质电子的平均迁移长度值。已经表明，对于注入到由锗离子非晶化的硅层中的硼，由于额外的氮注入，在800摄氏度的退火温度下杂质元素的平均迁移长度从11nm减小到约6nm。如果处理温度降低到750摄氏度，则观察到平均迁移长度的进一步缩短。在800 ℃热处理条件下，BF_2离子注入硅单晶时，硼化物的平均迁移长度为7.2nm。

大面积脉冲laser沉积中增强表面扩散法在硅上外延生长复合氧化物

Epitaxial growth of complex oxides on silicon by enhanced surface diffusion in large area pulsed laser deposition

采用Twente Solid State Technology B. V.（TSST）公司开发的大面积脉冲激光沉积（PLD）装置，在技术相关的4”硅片上的氧化钇稳定的氧化锆（YsZ）/CeO 2缓冲层上生长了均匀的高度外延的LaSrMnO 3（LSMO）薄膜。我们研究并显示了一个额外的SrRuO 3缓冲层上的生长温度依赖的LSMO薄膜的结构和磁性能的影响的结果。随着在缓冲叠层顶部引入薄SrRuO 3层，LSMO膜在低至250 ℃的生长温度下显示出铁磁行为。我们建议，在这些低的生长温度下发生的LSMO的外延晶体生长可以被理解为通过改进的表面扩散，这确保了足够的表面物种的相互混合，形成正确的相。这种混合是必要的，因为与小规模实验相比，在4”晶片上收集了全部羽流，导致晶片上物质的成分变化通量。

晶体中表面与体扩散的耦合

Coupled surface and bulk diffusion in crystals

本文提出晶体表面原子台阶同时作为体相点缺陷源汇的新机制，揭示体扩散通过次表面层与表面扩散耦合，并建立了体相与表面点缺陷平衡浓度之间的基本关系。

β-Ga₂O₃中氧间隙扩散的研究：通过主扩散方程的直接方法

Investigation of O interstitial diffusion in $β$-Ga$_2$O$_3$: direct approach via master diffusion equations

本研究结合第一性原理计算与主扩散方程，构建β-Ga₂O₃中中性及2−带电氧间隙的三维扩散网络，获得扩散张量并揭示其沿b轴的显著各向异性。

He在BCC W和Fe中间隙扩散经典迁移率的粗粒实用公式

A practical coarse-grained formula for classical mobility of interstitial helium diffusion in BCC W and Fe

氦在金属中的扩散是气泡成核和生长的基本条件，而气泡的成核和生长会对反应堆结构材料的力学性能产生不利的影响。多尺度模拟方案已经发展到研究氦的长期微观结构演变的影响。然而，由于低能势垒的存在，基于准平衡反应过程的阿克里尼乌斯定律并不适用于氦在金属中的迁移行为。需要一个粗粒度的公式来包含非平衡性质，例如，耗散摩擦系数$γ$。本文基于周期势上布朗运动的粗粒模型，根据多体动力学系统中热激发的耗散特性，通过构造绝热弛豫过程，导出了$γ$的解析表达式，并用体心立方W中空位迁移的数值例子加以证实.然后对氦在体心立方W和Fe中的迁移进行了多体动力学模拟，得到了经典的迁移率，与实验和其他计算结果吻合较好。最后，我们提出了一个粗粒度的公式，氦在BCC W和Fe中的迁移，即，当量(47)在上下文中，使用从绝热弛豫模拟计算的参数。这一工作将有助于发展一种新的多尺度模拟方案，以模拟氦在金属中的作用，以及材料科学中低能途径的原子反应。

镓扩散在Y3Fe5O12 / Gd3Ga5O12外延界面磁死层形成中的作用

Role of gallium diffusion in the formation of a magnetically dead layer at Y3Fe5O12 / Gd3Ga5O12 epitaxial interface

本文阐明了用激光分子束外延技术在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长的钇铁石榴石（YIG）薄膜中形成磁死界面层的原因。通过X射线光电子能谱学、二次离子质谱、X射线和中子反射仪进行的成分深度剖析，证明了在YIG / GGG界面处富Ga区的扩散辅助形成。我们的发现是在形成鲜明对比的早期表达的假设，Gd作为一个移民元素在YIG/GGG系统。我们进一步关联的富Ga过渡层的存在下，在薄YIG薄膜的铁磁共振和自旋波传播的相当大的淬火。最后，我们澄清了神秘的低密度覆盖层，经常观察到在中子和X射线反射法研究的YIG / GGG外延系统的起源。

浓固溶体合金中缓慢且化学偏好的间隙扩散：机制与方法

Sluggish and Chemically-Biased Interstitial Diffusion in Concentrated Solid Solution Alloys: Mechanisms and Methods

本文结合机器学习与动力学蒙特卡罗研究Fe-Ni浓固溶体合金的缓慢间隙扩散，揭示“势垒锁定”和“组分主导”两种机制，并提出AvgS-kMC方法及逆向设计策略以优化扩散性能。

热电材料Mg$_3$Sb$_2$中金属原子扩散的第一性原理研究

First-principles Study of Metallic-atom Diffusion in Thermoelectric Material Mg$_3$Sb$_2$

通过第一性原理计算，研究了Mg$_3$Sb$_2$中金属原子杂质的扩散行为，发现Ni和Cu具有低扩散能垒，为热电装置开发提供关键知识。

各向异性Li在纯净和含缺陷ZnO中的扩散

Anisotropic Li diffusion in pristine and defective ZnO

本研究通过DFT和NEB计算发现，在ZnO的三种点缺陷中，仅氧空位能降低Li间隙扩散能垒，从而可能增强Li扩散动力学，而锌空位虽降低能垒但会捕获Li形成替代缺陷。