Взаимодействие компонентов в фосфиде галлия и его растворах в галлии

• Автор: Рязанов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 133 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. Основные закономерности процесса испарения летучего вещества из конденсированной фазы
1,1.1. Условия испарения Кнудсена и Ленгмюра
1.1.2. Макроскопическое описание процесса испарения летучего вещества из многокомпонентной конденсированной фазы
1.1.3. Испарение компонентов из твердого фосфида
галлия и его растворов в галлии
1.2. Теоретические методы исследования структурных и физических свойств веществ, находящихся в жидком
состоянии
1.2.1. Метод Монте-Карло
1.2.2. Метод молекулярной динамики.

1.2.3. Потенциалы парного взаимодействия
1.2.4. Моделирование жидких полупроводниковых соединений АШВУ и галлия методами Монте-Карло
и молекулярной динамики
Выводы к первой главе
Глава 2. ЛЕНГМЮРОВСКОЕ ИСПАРЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ФОСФОРА В РАСПЛАВАХ ГАЛЛИЯ И ТВЕРДОГО ФОСФИДА ГАЛЛИЯ
2.1. Методика проведения экспериментов по ленгмюровскому испарению компонентов из твердого фосфида галлия
2.2. Обсуждение результатов эксперимента по испарению фосфида галлия
Выводы ко второй главе
Глава 3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ
МОЛЕКУЛ
3.1. Метод Хартри-Фока-Рутана
3.2. Выбор функций базисного набора и способы построения атомных базисов
3.3. Вычисление молекулярных интегралов с гауссовыми функциями
3.4. Краткое описание программы расчета электронной структуры молекул методом Хартри-Фока-Рутана
3.5. Решение уравнений Хартри-Фока-Рутана
3.6. Вычисление средних значений физических величин
3.7. Вычисление параметров парных потенциалов
для молекул Рг, СИР и Оаг
Выводы к третьей главе
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ ФОСФОРА
В РАСПЛАВЕ ГАЛЛИЯ
4.1. Расчет структуры ближнего порядка жидкого галлия
4.2. Расчет структуры ближнего порядка растворов
фосфора в расплавах галлия
4.3. Оценка энергии испарения компонентов фосфида галлия
выше и ниже температуры конгруэнтного испарения
Выводы к четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность тем ы. Твердое тело представляет собой совокупность большого числа атомов, связанных друг с другом. Поэтому взаимодействие атомов в твердых телах определяет их структуру и свойства. В бинарных соединениях это взаимодействие усложняется, поскольку' свойства компонентов, входящих в них, могут существенно различаться. Выявление закономерностей взаимодействия атомов в твердом теле составляет одну из основных задач физики конденсированных сред. Очевидно, что при решении таких задач целесообразно использовать различные
теоретические методы, в частности, метод молекулярной динамики, учитывающий парное взаимодействие между атомами.
Среди бинарных полупроводниковых соединений видное место занимает фосфид галлия [1-4]. Технология приборов на основе СаР включает, как правило, высокотемпературные операции (эпитаксиальное наращивание пленок из растворов-расплавов, выращивание монокристаллов и т.д. [5,6]), во время которых происходит
неконтролируемое испарение летучего компонента. При этом процесс испарения определяется структурой приповерхностных слоев и
взаимодействием компонентов в твердом фосфиде галлия и его галлиевых растворах. В настоящее время взаимодействие компонентов в системе Са-Р изучено недостаточно.
В связи с этим несомненный интерес представляет исследование испарения компонентов монокристаллического фосфида галлия в условиях Ленгмюра, Это позволяет определить в макроскопическом приближении важные энергетические характеристики процессов, протекающих на поверхности конденсированной фазы: энергию активации и
лимитирующую стадию процесса испарения компонентов.
крутизны экспоненциального отталкивания, чаще всего равной 1.3.5; (3 = г'г"3 / гг’“ - отношения составляющих, обратно пропорциональных восьмой и шестой степеням в точке минимума потенциала.
Потенциальная функция Букингема-Корнера учитывает индуцированные диполь-дипольные и диполь-квадрупольные
взаимодействия и описывает отталкивание экспоненциального типа. (Дополнительное усложнение было введено главным образом для компенсации нереальных значений простого потенциала Букингема вблизи начала координат.) Наличие четырех параметров позволяет получить хорошее согласие с экспериментом; функциональная запись потенциала, однако, слишком сложна для вычисления. Для этой модели вычислен второй вириальный коэффициент и первая квантовая поправка к нему,
9. Модифицированный потенциал (6-ехр) Букингема.
ф(т-) =
І-ДІЧ

у Г (у 1-І I

ф(г) = оо. г<гшкс. (1.34)
где Гмакс. -значение г, при котором ф(г), заданное в виде верхнего соотношения, имеет относительный максимум. Отношение Гмяву /Гщ определяется наименьшим корнем трансцендентного уравнения
4-1.
/ Гмакс
V Гт )
ехр|
I Гмакс

Входящие в выражение для потенциала постоянные е, % и а имеют то же значение, что и параметры потенциала Букингема-Корнера. Имеются