Топологічна оцінка ймовірності утворення власних точкових дефектів (стр. 1 из 9)

Міністерство освіти і науки України

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника

ТОПОЛОГІЧНА ОЦІНКА ЙМОВІРНОСТІ УТВОРЕННЯ ВЛАСНИХ ТОЧКОВИХ ДЕФЕКТІВ В КРИСТАЛАХ A

B
ЗІ СТРУКТУРОЮ NaCl

КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА

з фізики

м.Івано-Франківськ

2008 р.

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 A

B
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 A

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.

1.2. ДЕФЕКТИ В КРИСТАЛАХ