アモルファスシリコンは、ガラス遷移を示します

アモルファスシリコンは、金属シリコン液よりも密度が低い半導体です。アモルファス液体遷移は1次融点遷移であると広く信じられています。これとは対照的に、最近のコンピューターシミュレーションとナノポーラスシリコンの圧力誘発性アモルファイゼーションの実験的観察は、低密度の液体の存在とアモルファス固体へのガラス遷移を暗示する基礎となる液液相転移の考えを復活させました。ここでは、高エネルギーの重イオンによる照射中、アモルファスシリコンが従来のメガネと同じ方法で粗末に変形することを示します。この動作は、低密度の液体の存在に関する実験的証拠を提供します。10ピコ秒のタイムスケールのガラス遷移温度は、約1,000 Kと推定されています。我々の結果は、四面体ネットワークの一般的な現象としての液体多型の考え方をサポートしています。

Amorphous silicon is a semiconductor with a lower density than the metallic silicon liquid. It is widely believed that the amorphous-liquid transition is a first-order melting transition. In contrast to this, recent computer simulations and the experimental observation of pressure-induced amorphization of nanoporous silicon have revived the idea of an underlying liquid-liquid phase transition implying the existence of a low-density liquid and its glass transition to the amorphous solid. Here we demonstrate that during irradiation with high-energy heavy ions amorphous silicon deforms plastically in the same way as conventional glasses. This behaviour provides experimental evidence for the existence of the low-density liquid. The glass transition temperature for a timescale of 10 picoseconds is estimated to be about 1,000 K. Our results support the idea of liquid polymorphism as a general phenomenon in tetrahedral networks.