Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Известен ряд подходов к моделированию процессов термогенерации.
В простейшем случае термогенерация моделируется произведением векто-
ра напряженности эффективного электрического поля
Е на сумму векторов
плотностей тока
J
n
+ J
p
в полупроводниковой структуре
H = E(J
n
+ J
p
). (1.73)
Однако простейшее выражение (1.73) не всегда является адекватной
оценкой процесса термогенерации для ряда температурных полей. Кор-
ректной формой моделирования процесса термогенерации является пред-
ставление, основанное на экспериментальном факте: полная мощность,
рассеиваемая полупроводниковой структурой, эквивалентна джоулеву на-
греванию
(
)
SP
S
ppnn
d
∫
ϕ+ϕ−= JJ , (1.74)
где ϕ
n
, ϕ
p
– квазипотенциалы Ферми электронов и дырок; S – полная по-
верхность структуры.
Главное допущение, сделанное при выводе уравнения (1.74), состоит в
том, что все электроны и дырки суммарно вносят вклад в полную мощ-
ность рассеивания в структуре. Используя теорему Грина, можно преобра-
зовать интеграл по поверхности (4.144) в интеграл по объему, причем
()
VP
S
ppppnnnn
dgrad divgrad div
∫
ϕ+ϕ+ϕ+ϕ−= JJJJ
. (1.75)
С учетом того, что подынтегральное выражение здесь соответствует
термогенерации в единице объема, (4.145) записывается в виде
(
)
npppnn
qRH ϕ−ϕ+ϕ−ϕ−= gradgrad J J
. (1.76)
Выражение (1.76) учитывает эффекты сильного легирования и высо-
ких плотностей токов: J ≥ (0,6…2)⋅10
5
А/см
2
.
2 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДО-
ВАНИЯ НОВЫХ НАНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В последние годы отмечается быстрый рост научного, промышленно-
го и коммерческого интереса к новому классу материалов, появление кото-
рого отразило стремление к миниатюризации в практике построения раз-
личных объектов. Эти материалы, обладающие необычной атомно-
кристаллической решеткой и демонстрирующие уникальные свойства, в
России получили название ультрадисперсных материалов (УДМ), или
ультрадисперсных систем (УДС), а в западной литературе – наноструктур-
ных материалов (НСМ).
В настоящее время обе эти терминологии равноправны и к этому но-
вому классу относят материалы с размером морфологических элементов
менее 100 нм. По геометрическим признакам эти элементы можно разде-
лить на нольмерные атомные кластеры и частицы, одно- и двухмерные
мультислои, покрытия и ламинарные структуры, трехмерные объемные
нанокристаллические и нанофазные материалы.
Общепринято, что под УД или наноматериалами подразумеваются
или намеренно сконструированные, или природные материалы, в которых
один или более размеров лежат в диапазоне нанометров. К данной катего-
рии относятся также так называемые «нано-нано» композиты, которые со-
держат более чем одну фазу, но все фазы менее 100 нм. Большое разнооб-
разие типов УДМ при общности их размерного признака позволяет объе-
динить их одним термином – наноматериалы.
Актуальность проблемы производства нано- или ультрадисперсных
(УД) материалов определяется особенностью их физико-химических
свойств, позволяющих создавать материалы с качественно и количественно
новыми свойствами для использования на практике. Это связано с тем, что
для материала таких малых размеров приобретает большее значение кван-
товая механика, а это существенным образом изменяет механические, оп-
тические и электрические свойства вещества. Первые исследования нано-

Страницы