Фрактальное моделирование атомной структуры аморфного полупроводника : на примере кремния a-Si

• Автор: Голоденко, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ.

1.1. Энергетический потенциал современного мирового сообщества

1.2. Проблемы углеводородной базы энергетики

1.3. Перспективы освоения альтернативных источников энергии

1.4. Перспективы и проблемы освоения солнечной энергетики

1.4.1. Потенциал солнечного излучения.

1.4.2. Современные методы преобразования солнечной энергии

1.4.3. Принцип действия солнечного элемента

1.4.4. Преимущества и проблемы применения в солнечной энергетике аморфного гилрогенизированного кремния.
1.4.5. Основные характеристики солнечного элемента.
пути и проблемы их обеспечения.
1.5. Современные методы исследования структуры
аморфного вещества.
1.5.1. Экспериментальные методы исследования структур
аморфных веществ.
1.5.2. Теоретические методы исследования структуры
аморфного вещества.
1.6. Проблемы моделирования атомной структуры и свойств
аморфного вещества.
1.7. Обобщение результатов аналитического обзора. Постановка цели и задач исследования.
Глава 2. ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ИТЕРИРОВАННЫХ ФУНКЦИЙ .
2.1. Методология фрактального подхода
2.2.1 ериодическая система итерированных функций
2.3. Построение фрактального множества псевдослучайных значений диэдрических углов и отклонений валентных углов атомной ячейки аморфного кремния
2.4. Выводы
Глава 3. ПОСТРОЕНИЕ ФРАКТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ
3.1. Начальные условия моделирования.
3.3. Определение координат первого атома очередной ячейки
аморфной структуры.
3.3.1. Определение координат виртуального атома в плоскости 1.
3.3.2. Построение плоскости у
3.3.3. Определение координат 6го атома в плоскости у
3.4. Определение координат остальных атомов очередной ячейки аморфной структуры.
3.5. Выводы.
Глава 4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ
4.1. Способы оценки адекватности модели.
4.2. Методика оценки соответствия модельной
и экспериментальной радиальной функции распределения
4.3. Методика вычисления плотности модельной структуры
4.4. Методика получения распределений валентных
и диэдрических углов в модели.
4.5. Выводы.
Глава 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ СИСТЕМЫ ИТЕРИРОВАННЫХ ФУНКЦИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ НАИБОЛЬШУЮ АДЕКВАТ1ЮСТЬ МОДЕЛИ.
5.1. Определение фрактальной размерности фазовых портретов псевдослучайного множества, получаемого с помощью
периодической системы итерированных функций
5.2. Определение вида РФР модели и сравнение е
с экспериментальной РФР.
5.3. Вычисление плотности модельной структуры и получение распределений валентных и диэдрических углов в модели
5.4. Распределение наборов коэффициентов периодической системы итерируемых функций по мере их способности моделирования
аморфной структуры кремния.
5.5. Выводы
Заключение.
Список литературы


На основе этого подхода Хабберт простроил кривые, описывающие производство различных ископаемых ресурсов 7, две из которых даны на рис. Рис. РКОУЕЫ ЯЕБЕЯУЕЭ 0 X ВВ1. Г5СОУЕЯ1Е5 0 X 1. Рис. Заштрихованные области на графиках рис. По прогнозам Хабберта рис. В году ожидается пик его мирового производства. Далее объмы и интенсивность добычи угля ввиду истощения его запасов будут неуклонно снижаться , . По тем же оценкам рис. Методика Хабберта остатся наджным средством оценки сроков истощения конечных ресурсов. По многочисленным прогнозам пик производства нефти наступит в период с по годов 4. После прохождения пика производство нефти будет падать приблизительно на 3 в год, а потребности в ней будут расти на 2 в год. Начнт проявляться мировой дефицит нефти , , , , 2, 3, 4. Справедливость подобных прогнозов подтверждается тем. На рис. Приложения 2 показаны кривые Хабберта для мирового производства нефти, построенные Ж. Лаэррером 5. Открытие новых месторождений нефти, как и с производство, также описывается функцией с максимумом, по достижении которою результативность разведки запасов ископаемых неизбежно снижается рис. Из графиков рис. Фактическая выработка запасов нефти но странам мира показана па рис. Приложения 3. В газовой отрасли наблюдаются аналогичные тенденции рис. Приложение 2. Наступление газового пика Хабберта ожидается в году , 7, 5, 7, 2, 3, 5. Закончится газ в мире предположительно около года 5. Фактическая выработка запасов газа по странам мира показана на рис. Приложения 3. На рис. Приложения 2 показаны графики производства основных углеводородов нефти, газа и угля 5. Современное состояние минеральносырьевой базы углеводородного топлива России приведено в Приложении 4. Рис. Расчты производства и открытия мировых углеводородных ресурсов, выполненные М. Хаббертом, К. Кэмпбеллом, Международным энергетическим агентством, Министерством промышленности и энергетики РФ и другими авторитетными экспертами и организациями показывают, что истощение запасов углеводородного топлива представляет мировую проблему первичной важности. Полностью нефть не кончится на Земле никогда. Однако в итоге стоимость извлечения нефти из недр превысит е ценность, и дефицит углеродосодержащих топлив реально проявится уже к году , 9. Истощение запасов ископаемого топлива и растущий спрос на энергию обращает внимание исследователей на альтернативные возобновляемые источники энергии Приложение 5, в том числе, геотермальные источники, энергию биомассы, гидроэнергию, энергию океанических волн, приливов и отливов, гепло мирового океана, энергию ветра, термоядерный синтез и солнечное излучение , , 9. Однако широкому применению большинства альтернативных источников энерг ии препятствует ряд объективных природных, научных и технологических проблем Приложение 5. Перспективными источниками энергии могут служить ядерное топливо, в частности, уран и, изотопы водорода дейтерий и тритий и солнечное излучение, их сорт состояния поле является самым высоким 8. Уран, как топливо для реакций ядерного деления, отличается высоким сортом состояния, веса и объма, но радиоактивен и его использование требует надежной изоляции ядерного реактора массивной свинцовой или бетонной оболочкой 8. Поэтому применение ядерного горючего на транспорте сегодня бесперспективно 8, 9. При этом ядерная энергетика, как и углеводородная, не может существовать длительное время, так как запасы урана на Земле ограничены и по прогнозам аналитиков уже к середине XXI века следует ожидать наступление уранового дефицита . Управляемый термоядерный синтез способен обеспечить человечество энергией в необходимых количествах и на неограниченный срок. Однако для промышленного производсгва тепловой энергии путм синтеза лгких ядер необходима устойчивая высокотемпературная К плазма, которая нуждается в эффективной термоизоляции. Сегодня такую плазму лишь кратковременно получают на экспериментальных установках и практических результатов термоядерного синтеза пока не достигнуто. Только в х годах XXI века могут ожидаться первые управляемые термоядерные реакции, а их коммерческое использование наступит ещ позднее 2.