Wv指的是晶体中出现一个硅空位所需要的能量,然而在替位杂质近邻出现一个硅空位所需能量要比Wv小些。这是因为杂质原子的大小与硅原子不同, MAX2538ETI-B6A当它们替代晶格上的硅原子之后,就会引起周围晶格畸变。

    例如,当替位杂质比硅小(如硼、磷)时,围绕替位杂质的原子空间将“膨胀”以补偿较小的替位杂质。相反,如果替位杂质比硅原子大(如锑),周围的材料将收缩。与硅原子半径相差越大的替位杂质,引起的畸变越严重。由于同样原因,对替位杂质所要越过的势垒高度也产生一定影响。实验指出,在通常情况下,对硅中的替位杂质来说,Wv+Ws的值为3~迮eV,而硅原子自身扩散运动的激活能比杂质扩散的激活能大1eV左右,为5.13eV。3~4eV这个值为硅禁带宽度的3~4倍,刚好与替位杂质近邻出现空位时所需要的能量相近,因为出现一个空位需要打破3~4个共价键。由此可见,替位杂质的运动首先要在近邻出现空位,同时还要依靠热涨落获得大于势垒高度Ws的能量才能实现替位运动,因此替位杂质的运动是与温度密切相关的。实际上,晶体中空位的平衡浓度相当低,替位式扩散速率也就比填隙式低得多,室温下替位杂质的跳跃速率约每10年一次。