On the Mechanism of Lattice Electromigration in Metals

Values of the “residual resistivity” B for ions of silver diffused into copper and gold over a temperature range above 0,8 Tm are calculated on the basis of data taken from a previous paper of Archipova, Klotsman, Timofeev, and Trakhtenberg [1]. These values of B are compared with values of the residual resistivity for substitution and interstitial impurity ions in group I noble metals. This shows that scattering by the diffused ions occupying interstitial positions gives the main contribution to the driving force of the activated complex. The observed temperature dependence of B and the order of magnitude of the temperature coefficients (B−1 ∂B/∂T ≈ 10−4 deg−1) can be explained by the interaction of impurity ions in interstitial positions with the surrounding lattice. As a first approximation this interaction can be considered as a mutual deformation of the impurity ion and the lattice. Using this approximation it is possible to estimate the magnitude of B for impurities from various parts of the periodic table in a given lattice. Es werden Werte des „Restwiderstandes” B fur die Diffusion von Silberionen in Kupfer und Gold im Temperaturbereich oberhalb 0,8 Tm auf der Grundlage von Meswerten berechnet, die einer fruheren Arbeit von Archipova, Klotsman, Timofeev und Trakhtenberg [1] entnommen sind. Diese Werte von B werden mit Werten des Restwiderstands fur Substitutions- und Zwischengitterverunreinigungen in den Edelmetallen der Gruppe I verglichen. Es zeigt sich, das Streuung durch Ionen auf Zwischengitterplatzen den Hauptbeitrag zur auf den aktivierten Komplex wirkenden Kraft liefern. Die beobachtete Temperaturabhangigkeit von B und die Grosenordnung des Temperaturkoeffizienten (B−1 ∂B/∂T ≈ 10−4 grd−1) kann mit der Wechselwirkung des Fremdions auf Zwischengitterplatz mit dem umgebenden Gitter erklart werden. In einer ersten Naherung kann diese Wechselwirkung als gegenseitige Deformation des Fremdions und Gitters berucksichtigt werden. Mit dieser Naherung ist es moglich, den Wert von B fur Fremdionen von verschiedenen Stellen im Periodensystem fur ein gegebenes Gitter abzuschatzen.