Моделирование методом Монте-Карло процессов испарения, конденсации и диффузии в светоизлучающих материалах

• Автор: Молина, Олеся Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ АДСОРБЦИИ, ДЕСОРБЦИИ И ДИФФУЗИИ АТОМОВ И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МОНТЕ-КАРЛО ДЛЯ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ (ОБЗОР)
1.1. Метод Монте-Карло
1.2. Процесс испарения и конденсации атомов вольфрама
при работе ламп накаливания
1.3.0 механизмах роста нитевидных кристаллов
1.3.1. Диффузионно-дислокационная модель
1.3.2. Механизм «Пар-жидкость-кристалл»
1.3.3. Диффузионно-капельная модель
1.3.4. Другие бездислокационные механизмы
1.4. Активация люминофоров диффузией и влияние дефектов структуры на этот процесс
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ И
КОНДЕНСАЦИИ ВОЛЬФРАМА
2.1. Методика моделирования
2.1.1. Расчетные формулы
2.1.2. Геометрическое моделирование
2.2. Описание и работа программы
2.3. Результаты, их обсуждение и
сравнение модели с экспериментом
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА
НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ
3.1. Методика моделирования
3.1.1. Расчетные формулы и геометрическое моделирование
3.1.2. Описание и работа программ
3.2. Результаты и их обсуждение
3.3. Сравнение результатов моделирования с экспериментом
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
АКТИВАЦИИ ЛЮМИНОФОРОВ
ДИФФУЗИЕЙ ПО ДИСЛОКАЦИЯМ
4.1. Распределение примесей вдоль оси дислокации
4.2. Распределение примесей вокруг оси дислокации
4.3. Сравнение модели с экспериментом
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Сфера применения источников света различного назначения неуклонно расширяется. Постоянно растут требования к техническим и эксплуатационным характеристикам светоизлучающих материалов. Очень широк спектр физических воздействий на конструкционные материалы в процессе их технологической обработки и эксплуатации. Кроме того, на характеристики источников света могут влиять несовершенства структуры материалов: границы зерен, дислокации, поры и т. д. Отсюда вытекает необходимость изучения закономерностей физических процессов в источниках света и влияния на них структурных несовершенств с целью оптимизации их изготовления и применения. Изучить на атомном уровне физические процессы в светоизлучающих материалах позволяют методы математического моделирования, использующие современные быстродействующие ЭВМ. Вычислительные эксперименты позволяют неограниченно расширить интервалы температур, давлений, концентраций и т.д., разделить влияние различных физических факторов и получить набор следствий из представлений, лежащих в основе физической модели процесса.
Численное моделирование составляет неотъемлемую часть современной фундаментальной и прикладной науки, причем по важности оно приближается к традиционным экспериментальным и теоретическим методам. Развитие компьютерных технологий приводит к новому взгляду на физические системы.
Численное моделирование имеет много общего с лабораторными экспериментами. Такой вычислительный эксперимент служит мостом между лабораторными экспериментами и теоретическими расчетами
Процессы роста, испарения и диффузии успешно описываются реше-точным вариантом метода Монте-Карло. Суть метода Монте-Карло состоит в

где г - расстояние от ядра дислокации, Ькр - вектор Бюргерса краевой дислокации, ц - модуль сдвига, V - коэффициент Пуассона. Вблизи ядра краевой дислокации г»Ьи при V « 0,3, 0 = -л/2, Уб = 1,1 Уа энергия взаимодействия равна 0,1 эВ.
Распределение примесей показано на рис. 1.6. Примеси уходят со стороны сжатия краевой дислокации и скапливаются в области растяжения. Краевая дислокация оказывается окруженной атмосферой Коттрелла из растворенных атомов.

о о 0!_0 °

О 0 °о °

Рис. 1.6. Распределение вакансий вокруг краевой дислокации.
Известно, что наличие высокой плотности дислокаций существенно ухудшают оптические свойства люминофора. В производстве люминесцентных ламп это приводит к снижению яркости люминофора (до 15%) после их технологического размола [29].
Одной из причин этого снижения может является концентрационное тушение. На рис. 1.7 представлена зависимость интенсивности излучения для Сс1С12-2п8 от концентрации примесей . Концентрационное тушение связано с тем, что при достаточно больших концентрациях активатора нарушается взаимная изоляция центров свечения. Возникающее взаимодействие их друг с другом приводит к уменьшению вероятности излучательного перехода. При-