Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Пределы: Метод. указ./ Составители: С.Ф. Гаврикова, И.В. Касымова.–Новокузнецк: ГОУ ВПО «СибГИУ», 2003 (6)
(Методические материалы)

Значок файла Салихов В.А. Основы научных исследований в экономике минерального сырья: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 124 с. (4)
(Методические материалы)

Значок файла Дмитрин В.П., Маринченко В.И. Механизированные комплексы для очистных работ. Учебное посо-бие/СибГИУ - Новокузнецк, 2003. – 112 с. (7)
(Методические материалы)

Значок файла Шпайхер Е. Д., Салихов В. А. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: Учебное пособие. –2-е изд., перераб. и доп. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 239 с. (6)
(Методические материалы)

Значок файла МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ Для студентов специальности "Металлургия цветных металлов" (4)
(Методические материалы)

Значок файла Учебное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление производством» Специальность «Металлургия черных металлов» (110100), специализация «Электрометаллургия» (110103) (5)
(Методические материалы)

Значок файла Контрольные задания по математике для студентов заочного факультета. 1 семестр. Контрольные работы №1, №2, №3/Сост.: С.А.Лактионов, С.Ф.Гаврикова, М.С.Волошина, М.И.Журавлева, Н.Д.Калюкина : СибГИУ. –Новокузнецк, 2004.-31с. (8)
(Методические материалы)

Каталог бесплатных ресурсов

Топологічна оцінка ймовірності утворення власних точкових дефектів в кристалах А VI В VI зі структурою NaCI

ЗМІСТ

 

Вступ ………………………………………………………………………….... 3

1. КРИСТАЛИ ………………………………………………………………… 4

1.1. Кристали ……...……………………………………………………… 4

1.2. Дефекти в кристалах ……………………………………………..… 6

2. АТОМНІ ДЕФЕКТИ В РЕАЛЬНИХ НАПІВПРОВІДНИКАХ ………. 8

2.1. Атомні дефекти ……………………………………………………… 8

2.2. Точкові дефекти кристалічної решітки ……………………..….. 15

3. КЛАСИФІКАЦІЯ ДЕФЕКТІВ …………………………..……………… 24

3.1. Вакансії і міжвузлові атоми …………………………………..….. 24

3.2. Домішкові атоми ……………………………………………..……. 28

4. ТОПОЛОГІЧНА ОЦІНКА ЙМОВІРНОСТІ УТВОРЕННЯ ВЛАСНИХ ТОЧКОВИХ ДЕФЕКТІВ В КРИСТАЛАХ AB ЗІ СТРУКТУРОЮ NaCl …………………………………….............................................................. 34

Висновок ………………………………………………..…………………..…. 40

Література ……………………………………………………………….…..... 41

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

Проблема утворення власних точкових дефектів (ВТД) в напівпровідниках представляє великий науковий і практичний інтерес. Запропоновані до теперішнього часу на основі різних феноменологічних моделей оцінки ентальпії утворення вакансій [3, 6] і антиструктурних дефектів (АСД) [6] в сполуках AB неоднозначні. Проте у ряді випадків вимагається лише виділити переважаючий тип ВТД і надалі використати експериментальні дані по інтегральній оцінці області гомогенності. Для цього необхідний порівняльний аналіз енергії утворення різних ВТД, який може бути здійснений за допомогою достатньо простих методів.

Авторами [1, 5] були розроблені принципи топологічного підходу до ґраток, що містять однорідні атоми. Проте значний практичний інтерес представляє розповсюдження цього підходу на багатокомпонентні і перш за все бінарні системи, що і зроблено в даній роботі на прикладі кристалів із структурою NaCl.

Метою даної роботи є топологічний підхід, що дозволяє досить простим чином проаналізувати порівняльну ймовірність утворення різних дефектів в бінарних системах. Отримані результати і порівняння їх із експериментом свідчать на користь запропонованого методу.

Для виконання роботи були поставлені наступні завдання:

·        здійснити огляд літературних джерел, присвячених питанням дослідження фізико-хімічних властивостей NaCl;

·        розробити кристалохімічні моделі атомних дефектів;

·        побудувати топологічні матриці, порахувати числа Вінера модельованих дефектів, за якими можна визначити стабільність системи, і були визначені їх відповідні зміни .

 

РОЗДІЛ 1. КРИСТАЛИ

 

1.1. КРИСТАЛИ

 

З|із| агрегатних станів речовини два — рідина і тверде тіло| — називаються такими, що конденсують. У цих станах тіла представляються як сукупності (ансамблі) сильно взаємодіючих частинок|часток,часточок| (атомів, ядер, електронів і т. д.). Міжатомні відстані в таких тілах встановлюються так, щоб сили тяжіння і відштовхування були урівноважені, і тому конденсуючі речовини виявляють великий опір зміні об'єму|обсягу|. Ті з|із| них, які крім цього чинять сильний опір зміні форми, називають твердими тілами.

Ці достатньо загальні|спільні| визначення залишають можливість|спроможність| для подальших|наступних| уточнень, оскільки межа|кордон| між твердим тілом і рідиною залишається визначеною не дуже строго|суворо|. На датою межі|кордону| знаходяться|перебувають| так звані аморфні тверді тіла, які можуть зберігати свою форму протягом тривалого часу. У свій час учені вважають відносити аморфні тіла не до твердих тіл, а до рідких||, що має велику в'язкість із-за сильного переохолодження. Проте|однак| зараз | існує точка зору, що їх відносять до твердих тіл.

Розглянемо|розгледимо| класифікацію твердих тіл по характеру|вдачі| взаємного розташування атомів.

1. Ідеальні монокристали — тіла, в яких реалізується симетрія в розташуванні атомів, тобто інваріантність| всіх характеристик при зміщенні|зміщенні| тіла на період ( трансляцію) R:

f( r )=f( r+R ).

Існування симетрії, трансляції, еквівалентно існуванню дальнього|далекого| порядку|ладу| в розташуванні атомів.

2. Монокристали з|із| дефектами ґратки. Під дефектами розуміють вакансії, міжвузлові| атоми, не врегульовано розташовані|схильні| домішкові атоми, тобто все те, що порушує ідеальний дальній|далекий| порядок|лад|. Звичайно число дефектів мало, проте|однак| число домішкових атомів (у сплавах) може бути порядку|ладу| загального|спільного| числа атомів. В цьому випадку можна говорити про збереження|зберігання| дальнього|далекого| порядку|ладу| лише в середньому.

3.   Полікристали, що складаються з великого числа різним чином орієнтованих порівняно невеликих монокристалів (правильних або таких, що містять|утримують| дефекти). У полікристалах дальній|далекий| порядок|лад| зберігається лише усередині монокристалів.

4.   «Двовимірні», квазіплоскі системи, плівки або поверхневі|поверхові,зверхні| шари твердих тіл. Для таких тіл можна говорити про перенесення|перенос|, трансляції, лише в площинах|плоскості|. Останнім часом особливі властивості цих поверхневих|поверхових,зверхніх| шарів все більш виявляються, і вони обумовлені тим, що сили, що діють на частинки|частки,часточки|, що знаходяться|перебувають| в цьому шарі, з боку глибинних шарів і з боку зовнішнього середовища|середи| можуть бути істотно|суттєво| різні.

5. Аморфні тверді тіла, що характеризуються відсутністю симетрії, трансляції. У них немає дальнього|далекого| порядку|ладу| в розташуванні атомів, проте|однак| є|наявний| ближній|близький| порядок|лад|. Це означає, що відстані між сусідніми атомами виявляються|опиняються| такими, що не дуже сильно відрізняються від середніх, але|та| із|із| збільшенням відстані між атомами взаємна кореляція в їх розташуванні все більш порушується.

Фізика твердого тіла включає вчення про природу і механізм утворення твердих тіл, їх будову|споруду|, мікроскопічний устрій|устрій|, властивості, чинники|фактори|,| і що пояснюють поведінку і властивості всіх типів твердих тіл, а також вчення про методи дослідження і використання твердих тіл.

Найбільш строгою|суворою| і послідовною є|з'являється,являється| теорія ідеальних монокристалів. Раніше нерідко|незрідка| курс теорії твердого тіла фактично обмежувався розглядом монокристалів. Тільки|лише| порівняно недавно теорія стала розповсюджуватися|поширюватися| на тверді тіла, що містять|утримують| достатньо|досить| велику кількість дефектів. При цьому вклади|вклади| дефектів в характеристики твердого тіла виявилося можливим розглядати|розглядувати| як своєрідні збурення|збурення| характеристик ідеального кристала.

 

1.2. ДЕФЕКТИ В КРИСТАЛАХ

 

Ідеальні кристали строго|суворо| періодичні. Проте|однак| така строга|сувора| періодичність в реальній ситуації важко|скрутно| досяжна. Звичайно кристали містять|утримують| хоч би невелику кількість місць, в яких строга|сувора| періодичність порушена і утворюються дефектні місця або статичні дефекти.

Можна вказати на декілька чинників|фактори|, що викликають|спричиняють| появу подібних дефектів. До ним відносяться в першу чергу|передусім,насамперед| кінетичні чинники|фактори|, пов'язані з тим, що кристал «не встигає|устигає|» стати ідеальним в процесі кристалізації і подальшої|наступної| обробки. Далі слід вказати, що при не дуже|занадто| низьких температурах із-за конкуренції енергетичного і ентропійного| чинників|факторів| присутність в кристалі деякої кількості дефектних місць відповідатиме термодинамічній рівновазі. Нарешті|урешті|, вже створені ідеальні кристали можуть виявитися «зіпсованими» під впливом чинників|факторів| (механічної обробки, дії радіації), що порушують строгу|сувору| періодичність розташування атомів. З цих причин реальні кристали мають дефекти, і фізичні властивості кристала формуються під сумісною|спільною| дією строгої|суворої| періодичності і відступів від неї. Можна привести немало прикладів|зразки|, що свідчать про важливість врахування|урахування| внеску|вкладу| дефектів у формування властивостей матеріалів. Так, без урахування цього внеску|вкладу| виявилося неможливим побудова|шикування| теорії міцності і пластичності матеріалів, оскільки ці характеристики визначаються ступенем|мірою| опору тіла дії сил, що зміщують різні частини|частки| тіла щодо|відносно| один одного. Під дією радіації (могутні світлові потоки, пучки електронів, нейтронів, заряджених ядер і т. д.) окремі атоми або групи атомів виявляються|опиняються| вибитими з|із| своїх правильних положень|становищ|, і тому структура і властивості опромінених матеріалів нез'ясовні|непояснимі,непоясненні| без оцінки ролі дефектів і т.д. У зв'язку з цим важливою|поважною| складовою частиною фізики твердого тіла є|з'являється,являється| вчення про дефекти, причини їх появи, їх будова|споруді|, впливи на фізичні властивості.

Існують різні типи статичних дефектів. Найбільш поширена класифікація дефектів по їх геометричній конфігурації і ступеню|мірі| протяжності [4]. Розрізняють:

а)       нульмерні| (точкові) дефекти: вакансії, міжвузлові|
атоми, домішкові атоми, малі скупчення цих дефектів (характерний|вдача| розмір цих дефектів — декілька міжатомних відстаней по всіх напрямах|направленнях|);

б)      одномірні|одномірні| (лінійні) дефекти — ланцюжки точкових дефектів, дислокації — особливий тип дефектів, що приводять|призводять,наводять| до неправильного чергування атомних площин|плоскості|, їх зсуву з|із| правильних положень|становищ|;|зміщенню|
   в)   двовимірні (поверхневі|поверхові,зверхні|) дефекти — дефекти упаковки (укладання) атомних площин|плоскості|, поверхні кристалів, межі|кордону| блоків, зерен, доменів;

г)       тривимірні|трьохмірні| (об'ємні) дефекти — пори, включення|приєднання|, виділення, різні макроутворення.

З|із| атомними дефектами структури можуть поєднуватися|сполучатися| дефекти в розподілі заряду. Роль подібних дефектів особливо істотна|суттєва| в діелектриках і напівпровідниках, оскільки в цих матеріалах великою мірою можливо поява флуктуації електронної щільності [14].

Однією з форм дефектів ґратки є|з'являються,являються| теплові коливання атомів, які можуть взаємодіяти з|із| статичними дефектами ґратки і у ряді випадків стимулювати їх появу. У загальному|спільному| випадку під дефектом можна розуміти будь-яке елементарне збудження кристала, а стан реального кристала — збудженим станом.

РОЗДІЛ 2. АТОМНІ ДЕФЕКТИ А РЕАЛЬНИХ НАПІВПРОВІДНИКАХ

 

2.1.         Атомні дефекти в реальних напівпровідниках

 

 Всі реальні тверді тіла (монокристалічні і в ще більшій мірі полікристалічні) містять різні структурні дефекти, типи яких вельми багатоманітні. Вони залежать від умов отримання матеріалів, їх природи і складу, характеру зовнішніх дій. Інтерес до вивчення цих дефектів обумовлений їх істотним впливом на структурно-чутливі властивості, кінетику фазових і структурних перетворень, а також дифузійних процесів.

 З'ясування природи і поведінки різних структурних дефектів є необхідною умовою науково обґрунтованого управління структурно-чутливими властивостями і процесами.

 Успіхи фізики твердого тіла і фізичного матеріалознавства, досягнуті в
післявоєнні роки, у вирішальній мірі пов'язані з успіхами в наших уявленнях
про атомну структуру дефектів. Проте і в даний час багато деталей, які стосуються природи і поведінки структурних дефектів, залишаються невиясненими. Пов'язано це з різноманіттям типів дефектів і можливих варіантів їх взаємодії між собою і з домішками, а також малими розмірами багатьох дефектів, що утруднює безпосереднє їхнє спостереження.

Більшість дефектів, створених зовнішньою взаємодією, є термодимічно нестійкими, а стан системи в цьому випадку нерівноважний. Перехід рівноважний стан може проходити різними шляхами і, як правило, реалізується за допомогою ряду метастабільних станів.

Дефекти одних типів, взаємодіючи, можуть анігілювати або утворювати інші з енергією, що поступово зменшується.



Размер файла: 44 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров