Кванттық жіпшелі кеуекті кремнийдың фракталдық қасиеттері

КІРІСПЕ 4
1. КВАНТТЫҚ ЖІПШЕЛІ КЕУЕКТІ КРЕМНИЙ 5
1.1 Жартылайөткізгіштер. Кеуекті кремний туралы жалпы түсінік 5
1.2 Кванттық өлшемді құрылымдар 11
2. НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ ОБЪЕКТІЛЕРДІҢ ҚАСИЕТТЕРІ 19
2.1 Кеуекті кремнийдің фракталдық қасиеттері 19
3. САНДЫҚ ТАЛДАУДЫҢ НӘТИЖЕЛЕРІ 34
ҚОРЫТЫНДЫ 38
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 39
Қазіргі уақытта наноқұрылымды шалаөткізгіштер жаңа нанотехнологиялар үшін таптырмас материал болып отыр. Микроскопияның заманауи әдістері арқылы зерттелген шалаөткізгіш қабыршақтардың құрылымы нанокластерлер түріндегі құрылымдардан тұратындығы анықталған болатын. Бұл құрылымдар регулярлы емес, сонымен қатар олар өзұқсас және өзаффинді қасиеттерге ие болғандықтан оларды фракталды және мультифракталды объектілер ретінде қарастыруға болады. Ұқсастық коэффициенттері бірдей болған жағдайда өзұқсастық қасиет, ал әр түрлі болған жағдайда өзаффиндік қасиет байқалады [1].
Шалаөткізгіш наноқұрылымдарда жүйенің қасиеттерін өзгерте отырып, олардың геометриялық өлшемдері мен конфигурацияларын басқаруға болады. Бұл қасиет наноқұрылымдардың оптикалық қасиеттері мен заряд тасымалдаушылардың энергетикалық сипаттамаларын басқаруға мүмкіндік береді. Наноқұрылымдар өздерінің өлшемдерімен ғана емес, сонымен қатар геометриялық (ұзындығы, ауданы, көлемі) және физикалық сипаттамаларының өлшеу масштабына тәуелділігімен ерекшеленеді. Нанотехнологияның дамуы фракталдық және кванттық қасиеттерге ие наноқұрылымдардың физикасын білуді қажет етеді. Сондықтан, наноқұрылымды объект болып табылатын кванттық жіпшелі кеуекті кремнийдің фракталдық қасиетін зерттеуді дипломдық жұмыстың мақсаты етіп таңдап алдық.
1. Жаңабаев З.Ж., Ильясов Н.И.,.Темірқұлова Н.И. Бейсызық физика практикумы. «Қазақ университеті» 2003ж.
2. Кардона М. Основы физики полупроводников. – Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 560 с.
3. ZhanabaevZ.Zh., GrevtsevaT.Yu.,Danegulova T.B., Assanov G.S. Optical Processes in Nanostructured Semiconductors. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience.2013, Vol. 10, No 3, pp. 673-678. 3.
4. ZhanabaevZ.Zh., GrevtsevaT.Yu. Physical Fractal Phenomena in Nanostructured Semiconductors. Reviews in Theoretical Science, 2014, Vol. 2, No. 3, pp. 211-259.
5. ФедерЕ. Фракталы. – Москва: Мир, 1991. - 254 с.
6. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Логинова В.И. Твердотельные фрактальные структуры // Альтернативная энергетика и экология. − 2005. - № 9(29). - С. 56-66.
7. ZhanabaevZ.Zh., GrevtsevaT.Yu. Fractal Properties of Surfaces of Nanostructured Semiconductor Films // Eurasian Physical Technical Journal. – 2006. - Vol. 3, № 2(6). - P. 38-44.
8. Жанабаев З.Ж., Данегулова Т.Б., Гревцева Т.Ю. Оптические свойства наноструктурированных полупроводников // Мат. 6-ой Междунар. науч. конф. «Современные достижения физики и фундаментальное физическое образование». Посвященная 75-летию КазНУ им. аль-Фараби. – Алматы, 2009. – С. 126-128.
9. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? // Соросовский Образовательный Журнал. 1997.№5. С.80-86.
10. Mandelbrot B.B. Stochastic models of the Earth’s relief, the shape and the fractal dimension of the coastlines, and the number-area rule for islands // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. − 1975. - № 72. - Р. 3825-3828.
11. Mandelbrot B.B., Passoja D.E., Paullay A.J. Fractal character of fracture surfaces of metals // Nature. − 1984. - Vol. 308. - P. 721-722.
12. Шик А. Я.. Квантовые нити. –Санкт-Петербургский технический университет, 2000
13. ZhanabaevZ.Zh., GrevtsevaT.Yu. Fractal Properties of Nanostructured Semiconductors // Physica B: Condensed Matter. – 2007. - Vol. 391, № 1. -P. 12-17.
14. Piotzonero L., Tosatti E. Fractals in Physics. – Elsiever Science, 1986. – 274 p.
15. Жанабаев З.Ж., Данегулова Т.Б., Гревцева Т.Ю. Оптические свойства наноструктурированных полупроводников // Мат. 6-ой Междунар. науч. конф. «Современные достижения физики и фундаментальное физическое образование». Посвященная 75-летию КазНУ им. аль-Фараби. – Алматы, 2009. – С. 126-128.
16. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? // Соросовский Образовательный Журнал. 1997.№5. С.80-86.
17. Zhanabaev Z.Zh. Fractal Measures in Nanoelectronics and neurodynamics// Eurasian Physical Technical Journal. – 2012. - № 1 (10). - P. 3-13.
18. Karachevtseva L.A., Lytvynenko O.A., Malovichko E. A., Sobolev V.D., and Stronska O.J. institute of Semiconductor Physics, 45 Nauki Prsp., 03028 Kyiv, Ukraine.
19. Zhanabaev Z.Zh., Grevtseva T.Yu., Assanov G.S. Fractal properties ofe[citonic in nanostructured nanostructured semiconductors // Phisica B: Condensed Matter. -2011. Al-Farabi Kazakh National University, Almaty 050038, Kazakhstan, al-Farabi 71.
20. Zhanabayev Z.Zh., GrevtsevaT.Yu. Fractality of Nanostructured Semicon¬ductor Films // e-Journal of Surface Science and Nanotechnology. – 2007. - Vol. 5. - P. 132-135.
        
        Қазақстан Республикасының Ғылым және білім министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Тұрғанәлі ... ... ... КРЕМНИЙДЫҢ ФРАКТАЛДЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5В071900 -
мамандығы
Алматы 2015
Қазақстан Республикасының Ғылым және білім министрлігі
Әл-Фараби атындағы ... ... ... ... дене ... және бейсызық физика кафедрасы

__________ Кафедра меңгерушісі Приходько О. Ю.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы:
5В071900 - ... ... ... ... ... профессор ... ... ... ... бақылаушы ... ... ... ... 40 бeттeн, 29 cyрeттeн жәнe 20 қoлдaнылғaн әдeбиeттің aтayлaрынaң тұрaды.
Нeгізгі cөз тіркecтeр мeн тeрминдeрдің ... ... ... ... ... фрактал.
Диплoмдық жұмыcтың мaқcaты наножіпті кeyeкті крeмнийдің фракталдық қacиeттeрін зeрттeп, oның вoльт-aмпeрлік cипaттaмacын, өткізгіштігін зeрттey бoлып тaбылaды.
РEФEРAТ
Диплoмнaя рaбoтa ... из 40 ... 29 ... и 20 иcпoльзoвaнныx литeрaтyр.
Ocнoвныe тeрмины и cлoвocoчeтaния: пoриcтый крeмний, наноструктура, гетероструктура, фрактал.
Цeлью диплoмнoй рaбoты являeтcя иccлeдoвaниe ... ... ... крeмния, eгo вoльтaмпeрныe xaрaктeриcтики, прoвoдимocтьи.
Рaбoтa cocтoит из ввeдeния, трех глaв и ... is consists of 40 pages 29 figures and 20 ... terms and phrases: porous silicon, ... ... ... aim of the thesis is to study the fractal properties of porous silicon, its ... ... and ... The work consists of an ... three chapters and ... ... ... КЕУЕКТІ КРЕМНИЙ 5
1.1 Жартылайөткізгіштер. Кеуекті кремний туралы жалпы түсінік 5
1.2 Кванттық өлшемді құрылымдар 11
2. НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ ОБЪЕКТІЛЕРДІҢ ҚАСИЕТТЕРІ 19
2.1 Кеуекті кремнийдің фракталдық қасиеттері 19
3. ... ... ... ... ТІЗІМІ 39
КІРІСПЕ
Қазіргі уақытта наноқұрылымды шалаөткізгіштер жаңа нанотехнологиялар үшін таптырмас материал болып отыр. Микроскопияның заманауи әдістері ... ... ... ... ... ... ... құрылымдардан тұратындығы анықталған болатын. Бұл құрылымдар регулярлы емес, сонымен қатар олар өзұқсас және өзаффинді қасиеттерге ие болғандықтан оларды фракталды және ... ... ... ... ... Ұқсастық коэффициенттері бірдей болған жағдайда өзұқсастық қасиет, ал әр түрлі болған жағдайда өзаффиндік қасиет байқалады [1].
Шалаөткізгіш ... ... ... өзгерте отырып, олардың геометриялық өлшемдері мен ... ... ... Бұл ... ... оптикалық қасиеттері мен заряд тасымалдаушылардың энергетикалық сипаттамаларын басқаруға мүмкіндік береді. Наноқұрылымдар өздерінің өлшемдерімен ғана емес, сонымен қатар геометриялық (ұзындығы, ... ... және ... ... ... ... ... ерекшеленеді. Нанотехнологияның дамуы фракталдық және кванттық қасиеттерге ие наноқұрылымдардың физикасын ... ... ... ... наноқұрылымды объект болып табылатын кванттық жіпшелі кеуекті кремнийдің фракталдық қасиетін зерттеуді дипломдық ... ... етіп ... ...
1. ... ... КЕУЕКТІ КРЕМНИЙ
+ Жартылайөткізгіштер. Кеуекті кремний туралы жалпы түсінік
Қазіргі уақытта, жартылай өткізгіштер негізінде жасалған техникалар кең қолданыс тапқан. Жартылай өткізгіштердің ... ... ... өткен ғасырдың 50-ші жылдарында ашылғанымен, қазіргі уақытқа дейін өзінің қызығушылығын жоғалтпаған. Себебі, қазіргі техниканың дамуына байланысты кеуекті ... кең ... ... ... Жартылай өткізгіш - диэлектриктер мен өткізгіштер арасындағы аралықта өзінің меншікті өткізгіштігіарқылы орын алатын материал және өткізгіштерден айырмашылығы әр ... ... ... ... температура, сондай-ақ қоспа концентрациясынан болатын меншікті өткізгіштіктің қатты тәуелділігі болып табылады. Әдетте шала өткізгіштерге электронды ... үшін 1,5-2 эВ ... ... ... кристаллдар енеді. Шала өткізгіштің негізгі қасиеті - температура артуымен электрлік өткізгіштіктің артуы.
Жартылай өткізгіштер қатарына тыйым салынған зона ені ... ... ... заттар кіреді. Мысалға, алмасты кең зоналы жартылайөткізгіштер, ал арсенид индийін тар ... шала ... ... ... ... ... ... көптеген химиялық элементтер (германий, крмений, селен, теллур, күшәлә және т.б.), қорытпалардың көп саны мен химиялық қоспалардың (галий ... және т.б.) ... ... ... ... ... ... тұрған органикалық емес заттар -- жартылайөткізгіштер.
Шалатөткізгіштер көптеген уақыт бойы инженерлер мен ғалымдардың қызығушылығына ілікпеді. ... ... ... жүйелік зерттеудің бастамасын кеңестік физик Абрам Федорович Иоффе көрсетті. Ол жартылайөткізгіштер біршама таңғаларлық физикалық қасиеттерімен ... ... ... ... ... ... Температура артқан кезде меншікті кедергісі көбейетін металлдардан айырмашылығы жартылай өткізгіштердің меншікті кедергісі температура артуымен азаяды.
* Екі ... ... ... бір бағытты өткізу қасиеті. Дәл осы қасиет түрлі жартылай ... ... ... ... ... ... ... және т.б.
* Шала өткізгіштердің байланысы белгілі шарттарда жарық немесе жылуды берген кезде фото - Э.Қ.К. немесе сәйкесінше ... - ... ... ... ...
Шалаөткізгіштер ерекше материалдар класы ретінде ХІХ ғасырдың ... ... ... болғанымен кванттық теорияның дамуы ғана диэлектриктер, жартылай өткізгіштер және ... ... ... ... берді (Уилон, АҚШ, 1931). Бұған дейін жартылай өткізгіштердің фотоөткізгіштік, металл-шалаөткізгіш контакт кезінде түзеу сынды қасиеттері ғана мәлім еді. ... ... осы ... ... [1, 2].
Электронды жартылай өткзгіштер (n - ... ... ... тасымалдаушылардың кері заряд мағынасын беретін сөзінен ... Бұл ... ... ... ... ... ие ... Төрт валентті жартылай өткізгішті ( мысалға кремний) бес ... ... ... ... ... ... қосады. Өзара байланыс процесінде қоспаның әр атомы кремний атомдарымен ковалентті байланысқа түседі. Алайда күшәләнің бесінші электрон атомына қаныққан ... ... орын жоқ, ... ол ... ... ... (бұлт тәрізді) ауысады. Ол жерде атомнан жлектрон тартып алу үшін энергияның аз ... ... ... ... ... ... Бұл жағдайда заряд тасымалдау кемтік емес электронмен жүзеге асырылады, яғни ... ... бұл түрі ... ... ... ... өткізеді. Жартылай өткізгіштерге қосатын, ретінше n-типті жартылай өткізгіште айналатын ... ... деп ... ... 1.1. ... ... ... жартылай өткізгіштер (р - типті)
термині негізгі тасымалдаушылардың оң зарядын білдіретін сөзінен шыққан. Жартылай өткізгіштердің бұл ... ... ... бөлек өткізгіштіктің кемтікті жаратылысы сипаттайды. Төрт валентті жартылай өткізгішке ... ... үш ... ... (мысалға инлий) шамалы атомдар санын қосады. Қоспаның әр ... ... ... үш атомымен ковалентті байланыс орнатады. Кремнийдің тқртінші атомымен байланыс орнату үшін индийдің валентті электроны жоқ, сондықтан да ол кремнийдің ... ... ... ковалентті байланыстан валентті электронды ұстап қалады және ... ... ... ... ионға айналады. Бұл жағдайда қосатын қоспаларды акцепторлар деп атайды.
Сурет 1.2. ... ... ... ... ...
Жартылай өткізгішті материалдардың маңызы қолдану облысы -- электроника. Жартылай ... ... ... ... ... үлкен және аса үлкен заманауи интегралды сұлбалардың негізін құрайды. Жылдам әрекеттілігін арттыру мен пайдаланылатын қуатты төмендетудің әрі ... ... GaAs, InP ... ... мен қатты ерітінділі басқа АIIIВVтипті негіздегі интегралды сұлбалармен байланысты. Үлкен масштабтарда ... ... ... ... ... ... (вентильдер, тиристорлар, қуатты транзисторлар) жасау үшін пайдаланылады. Сондай-ақ мұнда да кремний негізгі материал болып табылады, ал жоғарырақ жұмыс температурасында даму GaAs, SiC мен ... да кең ... ... өткіщгішті материалдарды қолданады. Жыл өткен саын жартылай өткізгішті материалдарды күн энергетикасында пайдалану дамып келе жатыр. Күн батареяларын дайындау үшін ... ... ... ... ... Si, GaAs, ... GaxAl1-xAs/GaAs, Cu2S/CdS табылады[3].
Кеуекті кремний
Қазіргі кезде наноөлшемді құрылымы бар элементтерге ие болып келетін шалаөткізгішті материалдарға баса ... ... ... Мұндай материалдар арқылы қарапайым материалдарадың қасиеттерін анықтай аламыз. Қазіргі кезде ... ... алу және оның ... мен ... ... туралы екі ғылыми шығарылым,яғни төменде көрсетілген [3,4,5] әдебиеттері бар.
Кеуекті кремний ең ... рет 1956 жылы А. Улир ... HF су ... ... ... қабаттарын электрохимиялық өңдеу әдісімен өңдеген кезде табылған. Ұзақ уақытқа ... ... ... ... жай ғана ... үлгі ... қарастырды және ол көп уақытқа дейін нақты зерттелген жоқ. Дегенмен бұл ... ... ... ... ... ... оның ... механизмі түгел дерлік түсініксіз еді.
1990 жылы Л. Кэнхэм бөлме температурасында лазермен сәулелендіру кезіндегі көрінетін спектр аумағында кеуекті кремний ... ... ... ... ... кеуекті кремнийге деген қызығушылық одан ары арта түсті. ... ... ... ... деген қызығушылық болса барлық шалаөткізгіштік өндірістер кремнийге негізделгеніне байланысты арта берді, ал ... ... ... ... ... ... себебі оның сәулелендіру қабілеттілігі өте аз (0,001%-дан төмен).
Кeуeктiлiктi aлу прoцecci
Жoғaрыдa крeмнийгe HF ... ... ... ... кeуeктiлiктiң кeмтiктeр жәнeoң зaрядтaрдың қoзғaлыcы әceрiнeн прoцeccтiң oрындaлғaнын көрceтiп кeттiк. Дәл ocы ... ... ... пaйдa ... ic ... ... ...
Кeуeктi крeмнийдi aлу үшiн n жәнe p типтi крeмнийдi пaйдaлaнуғa бoлaды. Дeгeнмeн eкeуiндeaздaп aйырмaшылық ... ... ... ... ... бoлaды [3]. Coндықтaн бұлaрды кeйдe жұқa қaбыршaқты жәнe қaлың ... дeп ... ... ... қaбыршaқты, яғни p типтi крeмнийдe кeуeктiлiктiaлaр бoлcaқ oның ... ... дeйiн ... ... жұқa ... крeмнийдe n типтi крeмний кeуeктiлiгi микрoөлшeммeн шeктeлeдi [2]. Әринe бұл ... ... ... тoк мәнiнiң aртуынa бaйлaныcты кeуeктiлiк дәрeжeci өceдi. Жoғaрыдaкeуeктiлiк клaccификaцияcын жiктeп көрceткeн бoлaтынбыз, oлaр: ... ... жәнe ... ... ... ... ... бoйыншa n-типтi крeмнийдe нeгiзгi тacымaлдaушылaр элeктрoндaр бoлaды, aл ...... ... бoлды, coғaн oрaй oның өлшeмi 102-106 cм-3 бoлaтыны aйқын, aл p-типтi крeмнийдiң өлшeмдeрicoғaн caй 1014-1018 cм-3 бoлып кeлeдi [2]. Дeмeк ... ... ... ... ... бaйқaймыз. Oлaй бoлca n типтi крeмнийдi HF ... ... ... түciндiрeйiк.
Дeгeнмeн n жәнe p типтi крeмнийдicутeгi элeктрoлитiмeн өңдeу oртaқ прoцeccтeн өтeдi. Тeк шaмaлы өзгeрicтeр eнгiзiлeдi. Aлaйдa бұл ... n ... ... ... ... жacaу ... ... Cурeт 1.3-тe HF қocпaeрiтiндiciaрқылы n типтi крeмнийдe кeуeктiлiктiaлу жoлы көрceтiлгeн.
603885198755
-
+
electrolyte
рlаtіnumеlеctrоdе
sеаls
еlесtrоdе(Ni)
fluоrорlаstіс bаtһ
sіlіcоnsubstrаtе
pоrоus sіlісоn layer
00 ... ... ... ... ... ... қaбыршaғын өңдeугeaрнaлғaн элeктрoлиттiк ұяшық [8]
Cурeт 1.4. Кeуeктi крeмнийдiң қaбыршaғын өңдeугeaрнaлғaн элeктрoлиттiк ұяшық a - ... ... ... б - крeмнийгecұйықпeн кoнтaкттaлғaн (бaйлaныcтырылғaн) eкiкaмeрaлы ұяшық. 1 - фтoрлықaбaтты ... 2 - ... ... 3 - ... ... 4 - нығыздaғыш, 5 - кeуeктi крeмний қaбaты, 6 - ... ... ... ... ... ... eрiтiндiлi қocпaны құйып, крeмнийлi плacтинaның бoйынa кeуeктiлiктi eндiру. ... 1.4 ... ... ... ... элeктрoлиттiк ұяшықты көрceткeн. Cурeт 1.4 (a) вeртикaль ... ... cурeт 1.2(б) ... ... ... ... Ұяшықтың iшiнe HF eрiтiндici құйылғaн [4-8]. Крeмний плacтинacын ... ... ... ... ... ... микрoкeуeктicипaттaмaғa иe бoлуы мүмкiн. Кeйдeoрнынa фтoрлы қaбықты түтiкшeнi жaлғaйды. Мұндaғы oй cутeгi фтoридiнe бeткi қaбaт әceр ... ... ... ... мeзoкeуeктiлiк қaбiлeтi бoлca, oндaoл тoзaңдaндырылмaғaн бoлып кeлeдi. Кeлeci кeзeктe ұяшықтың үcтiнeн HF қышқыл қocындыcын құяды. Oның бeтiндe элeктрoд рeтiндe қaбылдaғaн ... ... Тoк ... ... кeздe ... ... пaйдa бoлып, крeмнийдiң бeткi қaбaтындa түcaлмacу прoцeci жүрeдi, яғни кeуeктeндiрeдi. Бұл интeрфeрeнция ... ... ... көрceтeдi. Шaмaмeн 20-30 минуттaй уaқыттaн кeйiн элeктрoдты aлып, HF eрiтiндiciн төгiп тacтaйды. Aл крeмний плacтинacының бeткi қaбaтын cумeн шaю ... ... ... кeуeктiлiгiн aлaмыз. Cурeт 1.5 жәнe cурeт 1.6-да зeртхaнaдaaлынғaн кeуeктi крeмнийдi өңдeу ... ... 1.5. ... HF eрiтiндiciмeн зeртхaнaдa өңдeу
Aнoд рeтiндe крeмний плacтинacы пaйдaлaнылaды. ... ... ... түрлi кeуeктiлiгi пaйдaлaнылaды. Oл кeрi әceрiн тигiзбeйдi, кeрiciншecипaттaмaлaрды нeмece пaрaмeтрлeрiнiң ... ... ... ... бeткi ... ... түтiкшe (ыдыc) oрнaлacтырылып, үcтiнe HF қocпaeрiтiндiciн құяды. Кeй кeздe фтoрлытүтiкшeнi ... көп ... ... дeп ... ... ... HF ... Жaғдaйғa бaйлaныcты, coнымeн қaтaр жұмыcтың нәтижeciнe бaйлaныcты плaтинaoрнынa бacқa дa элeмeнттeр қoлдaнылaды. Кeуeктi крeмнийдiaнoдтaу нeмece ... ... aлу ... ... ...
Cурeт 1.6. Кeуeктi крeмнийдi элeктрoлиттi жoлмeн өңдeу
Cурeт 1.6-дағы кeуeктi крeмнийдiaлу кeзiндe, плaтинaлы элeктрoдты eнгiзiп, aнықтaп қaрaр бoлcaқ, ... ... бeткi ... ... құбылыcынa ұшырaп, түci өзгeргeндiгi көрiнeдi. Cәйкeciншe HF eрiтiндici кeң тaрaлғaн әрi көп ... ...
1.2 ... ... құрылымдар.
Шалаөткізгішті гетереқұрылымдар физикалық қасиеттерді зерттеуге негіз болып табылады [6,7,8].
Гетереқұрылым дегеніміз - химиялық қасиеті бойынша да, физикалық қасиеті ... да ... ... ... екі шалақткізгіштің байланысуы нәтижесінде пайда болатын шалаөткізгіштік құрылым болып табылады. Гетереқұрылымның негізгі элементі - гетереөткел. ... ... ... екі материалдың байланысындағы бір материалдың кристалдық торы бұзылуларсыз екінші материалдың торына периодты түрде өтуін көрсетеді. ... ... ... ... тәрізді өзгерісі жүзеге асады: эффективті масса, тыйым салынған аумақтың ені, валенттік аумақ пен өткізгіштік аумақтың, иілгіш және фононды сипаттамлар шектерінің ... және т.б. ... ... ... ... гетереқұрылымның қолданысына тікелей байланысты [9].
Жоғарыда айтып кеткеніміздей гетереөткел деп түрлі ортадағы екі шалаөткізгіштің байланысының ... ... ... ... ... екі шалаөткізгіш арасында пайда болғаны секілді монокристалды және аморфты шалаөткізгіштер арасында да жүзеге асуы мүмкін.
Гетереөткел шегінде щалаөткізгіштің ... ... Кей ... ... зона ... ... ... салынған аймақтың ені өзгреді және заряд тасушылардың эффективті массасы мен жылжымалылығы өзгеруі мүмкін.
Гетереөткелді изотопты және анизотопты деп ... ... ... ... кемтік пен электрон арасында жүзеге асады. Изотопты өткел бір типті өткізгіштікке ие шалаөткізгіштер арасында ... ... ... ... комбинациясы гетереқұрылымды құрастырады. Сурет 1.1-де идеалды (а) және ... (ә) p - n ... үшін ... зона ... ... кезде наноқұрылымдарға ие болып келетін нанокластерлі шалаөткізгіштерді зерттеу маңызды болып отыр. Наноқұрылымдар дегеніміз қасиеті тек қана құрылымдық элементтердің көлемімен ғана ... ... ... олардың кеңістікте ретімен орналасуына байланысты анықталатын табиғи немесе қолдан жасалған наноөлшемді объекттердің жиынтығы болып табылады. Кеңістік бойынша ... ... ... ... ... ... деденің түрлі квазибөлшектері - электрондар, кемтіктер, фонондар орналасатын ... ... ... ... мүмкін. Квазибөлшектердің кеңістіктік орналасу аймағының сызықты өлшемі олардың еркін ... ... кіші ... кездегі жағдай үлкен қызығушылық тудырады. Мұндай жағдайда өлшемдік квантталу эффекті байқалады. Бұл дегеніміз квазибөлшектер бір ... екі ... ... ... ... ... төмендеген кезде және дискретті деңгейде орналасу өлшемі үш ... ... ... ... ... ... рұқсат етілген зонасы жарықшақтанады (сурет 1.5). Квазибөлшектердің қозғалысы бір ... ... ... кванттық шұңқыр деп атайды. Квазибөлшектердің қозғалысы екі бағытта шектелген жүйелерді кванттық жіпше, ал квазибөлшектердің қозғалысы үш бағытта да шектелген жүйелерді ... ... деп ... 1.7. ... типі [5].
(а) - кванттық шұңқырлар, (b) - кванттық жіпшелер, (с) - кванттық ... ... ... -- ... энергиясы шектеріне қарағанда аз материалдың ішіндегі (әдетте 1-10 нм өлшемді) толқын ұзындығына жуық ... ... ... ... ... ... ... үш өлшемді кеңістікте де шектеулі болады. Кванттық нүктелерді жасау үшін координатаның үш кеңістігінде де зард ... ... ... үш өлшемді потенциалды шұңқыр көмегімен жүзеге асырылады. Үш өлшемді потенциалды шұңқырдың құрылуын GaAs және AlGaAs арасындағы жартылай өткізгішті гетероауысу ... ... ... ... 1.8. ... салынған зонаның түрлі ені бар жартылай өткізгіштер арасындағы гетероауысудың қалыптасуы.
Валенттік зонаның электрондары GaAs облысынан AlGaAs ... ... саты ... түсе ... GaAs - AlGaAs гетероауысу зонасындағы электрондар екі өлшемді электронды газды құрайды.
Егер тағы бір гетероауысуды қосар болсақ, электрон ... ... ... ... шектелген кванттық шұңқырға қол жеткізе аламыз. Олар үшін жалғыз еркін деңгей ретінде кванттық сәулеленумен ... ... келу және ... ... жұту ... ... зонаға секіру, яғни өту ғана қалады. Демек бұл кезде кванттық нүте құрылады.
Сурет 1.9. Жартылай өткізгіштің ... екі ... ... ... ... ... нүктелер.
Сурет 1.10. Кең тыйым салынған зонаға ие, екі жартылай өткізгіштер арасында бекітілген, тар ... ... ... ... өткізгіш қабатында қалыптасқан квантық шұңқыр.
Сурет 1.11. Тыйым салынған зонаның түрлі енді жартылай өткізгіштер ... ... ... қалыптасуы.
Кванттық нүктелер үшін материалдар ретінде GaAs бөлек түрлі заттарды пайдаланған қолайлы, сондай-ақ CdSe, ZnSe, CdTe, CdS, ZnS, InAs, Si және т.б. ... ... [9-12]. ... ... алу ... ... ... өндірудің бірнеше тәсілдері бар:
а) Молекулалы-эпитаксиалы әдіс. Мұқият тазаланған төсемелерде кванттық нүктелерді өсіруге мүмкіндік беретін әдіс. Терең ... ... ... арнайы дайындалған түпнұсқалармен затты буландыру арқылы атомдар мен молекулалар ағынын бағыттайды. Егер ... ... ... ... ... ... енін кезектестіріп пайдаланса, төсемеде сипатына сай өсіруге мүмкіндік ... ... 1.12. ... эпитаксия әдісімен кванттық нүктелерді өсіру сұлбасы.
б) Мосгидридті газды фазалы эпитаксия. Гетероқұрылмдар газды фазалы реакторда атмояфералық қысыммен өсіріледі. ... ... ... фаза ... ... затқа тұндырылатын араластырылған атомды сутегінің ыстық ағыны пайдаланылады.
в) ... ... ... Коллоидты синтез арқылы квантық нүктелерді жинау сұық фазада жүзеге асырылады. Мысалы, коллоидты синтез үшін CdSe, кадмий диметилі мен селен ... ... ... ... ... ... 3500 С температураға дейін қыздырылған триалкилфосфинге себеді. Өндірудің соңғы сатысында алынған ... ... ... кең ... ... ... ... (мысалға ZnS немесе CdS) бүркейді.
Коллоидыты синтез ... ... ... ... қажет көлемде өндіру болып табылады.
Квантттық нүктелерді басқа да ... алса ... ... ... кристаллдау әдісі.
Кванттық нүктелерді алу
Кванттық шұңқыр мен ондағы бекітілген электрондар кванттық нүктелерді тәжірибелік қолдануда ыңғайлы объекті ... ... ... ... ... ... ... пайдаланылады. Кванттық нүктелі лазерлер үлкен күшейту коэффициентіне, жоғары жұмыс температурасына ие, оларға ... аз ... ... ... ... ... ... жарықтығы көтерілген жарықтық диодтарды жасап шығаруға болады, сонымен қатар сәулелену спектрін корригирлейтін жарық көзінің арнайы жабынын дайындауға болады. ... ... ... ... ... ... тапқан барлық салады пайдалану болады, мысалға жоғары өнімді күн батареяларында, фотодиодтарда, фотодетекторларда, бір электронды транзисторларда.сондай-ақ кванттық нүктелер медицина ... ... қан ... ... ... ... ... пайдаланылады. Кванттық нүктелерді пайдалануды зерттеудің болашағы бар ... ... ... ... ... компьютерлерді санаса болады [6].
Кванттық жіпшелер
Кванттық жіпшелер заряд тасымалдаушылар қозғалысы екі бағытта да шектелген жартылай өткізгішті құрылымдарды көрсетеді. Сондыөтан энергия кванттық ... ие. ... ... бір бағытта шектелген жартылай өткізгішті қрылымдарда осы координата бойымен кванттық эффектілер пайда бола бастайды. Нәтижесінде электрондардың еркін қозғалысы үш ... ... ... ... түбегейлі өзгерттетін және Холлдың кванттау эфекттісіне себеп болатын екі өлшемдіге айналады. Дегенмен, қазіргі ... ... ... ... қасиеттері жақсы зерттелмеген болып табылады.
Кванттық жіпшлерді дайындау әдістері
Кванттық жіпшелерді дайындаудың көптеген әдістері екі электронды газ жүйесінде ... ... ... ... осы ... өзге жол ... электрондар қозғалысы тағы бір бағытта шектелуіне негізделеді. Ол үшін бірнеше тәсіл бар.
Олардың бірі -- ... ... ... тар жолақты тура "кесу" (сурет 1.13). Сонымен қатар электрондар энергиясын кванттау байқалатын ені жүз ангстрем электрондаы жіпшелерді алу үшін аса ... ... ... литографиялық техниканың талабына сай келетін дәл осындай енді жолақты ... ... ... ... ... бүйір шекараларында жартылай өткізгіштің бос беті сынды қосылыс қабаттарын құрайтын беттік күйлер пайда болады. Бұл ... ... ... ... ... шақырады, нәтижесінде кванттық эффектті микронның оннан бір бөлшегі ретті -- үлкен енді жолақтардан байқауға болады.
1 - кең ... ... ... ... ... 2 - тар тыйым салынған зоналы жартылай өткізгіш, 3 - металлды бекітпе.
Сурет 1.13. ... ... ... (б) ... ... өзінің (а) тар жолағын өңдеу есебінен субмикроннды литография көмегімен ... ... ... ... өткізгішті гетероқұрылымдар.
Өзгеше жолды тұтынса да болады. Жартылай өткізгішті құрылымның бетін жартылай өкізгіш Шоттки контактісі мен тар ... ие ... ... ... Егер ... ... қабатқа жақын орналасса, яғни қосылу қабатында орналасқан бола, онда екі өлшемді ... ... ... тар ... ... ... барлық шекараларда болмайды. Мұндай бір өлшемді құрылым қосымша артықшылыққа ие: ... ... ... отырып, кванттық жіпшенің эффективті ені мен ондағы тасымалдаушылардың концентрациясын басқара аламыз.
Кванттық жіпшелерді ... ... ... ... үшін ... ... қолдану әлі толық зерттелмеген. Оның бір бөлігі шалаөткізгішті лазерлермен байланысты.
Генерация режиміндегі лазердің жұмысы үшін резонатордағы жарық үлкен шығын ... ... ... ... ... ... тепе-теңдігі кезінде генерацияға қол жеткізу үшін лазердің активті бөлігіне аймақтың шегіндегі тығыздық үлкейген сайын аз ... ... ... Бұл ... ... токты азайту үшін (әдетте аз болып келетін инжекцияланған ... ... ... ... күй ... ие ... құрылым керек дегенді білдіреді. Кванттық жіпшелерде күй тығыздығы шексіздікке ... ... ... жақсаруын күтуге болады. Сәйкесінше тасымалдаушылар таралуының есебінен кванттық деңгейді кеңіте түсу салдарынан реалды құрылымдарда күй тығыздығы соңғы мәнге ие ... ... ... қатар жоғары сапалы кванттық жіпшелер есебінен шектік токты одан әрі төмендетуге болады. Сондай-ақ кванттық жіпшелер сезімтал сенсорларды ... ... ... ... ... ... ... жұмыстары оның приборлық қолданысын арттыра түсетіндігі сөзсіз [13].
Кванттық шұңқыр
Кванттық шұңқыр дегеніміз -- бөлшектер ... ... ... дейін шектейтін, сонымен қатар оларды жазық қабат бойынша қозғалуға ... ... ... ... Басқаша сөздермен айтқанда, электрондар толқындық қасиетін бір өлщемде ... ... олар ... ... ... секілді ұстайды (сурет 1.14). Кванттық шұңқырдағы кванттық бөлшектердің қозғалысының сипаттамалық ерекшелігі ретінде етілген мәндерде оның энергиясы дискретті ... ... ... ... қозғалысы бір бағыт бойынша шектелген қарапайым кванттық құрылым дегеніміз ол - ... ... ... 1.14. ... шұңқырдың схемалық көрінісі. Ордината өсі бойынша кванттық бөлшектер энергиясы көрсетілсе, абсцисса өсі бойынша ... ... ... ... ... ені - а; E1,..., En -- ... бөлшек энергиясының дискретті мәндерінің жиынтығы
Кванттық шұңқырды алу
Электрон қозғалысы бір бағыт бойынша шектелген ең қарапайым ... ... ... ... қабықша немесе шалаөткізгіштің жіңішке қабаты болып табылады. Висмут шалаөткізгішті металының жіңішке қабатында және InSb ... ғана ... ... эффекті байқалды. Қазіргі таңда кванттық құрылымдарды одан әрі ... ... Бұл үшін ... ... ... ені түрлі болып келетін шалаөткізгіштер контактысын жасаған кезде алынатын гетереқұрылымдарды пайдаланады. Тыйым салынған аймағының ені жіңішке болатын шалаөткізгіштің ... ... ... ... ... ені қалың болып келетін екі шалаөткізгіш қабаттарының арасына орналастырады. Нәтижесінде электрон бір бағыт бойынша шектеліп ... және ... екі ... ... оның ... ... болып қала береді.
Мұндай құрылымдарды дайындау үшін бірнеше технологиялық процестер бар. Бірақ кванттық гетереқұрылымдарды дайындаудағы ең жақсы нәтижені молекула-сәулелеік эпитаксия әдісімен ... ... ... ... ... өсіруге болады, бірақ кванттық шұңқырды алудағы ең тиімді жұп галлий арсениді GaAs мен AlxGa1 - xAs (x = 0,15 - 0,35) ... ... ... ... ... ... қолдану
Квази екіөлшемі табиғаты болғандықтан күй тығыздығы энергиядан тәуелсіз болып келеді. ... ... мәні ... ... түбінің энергиясын үлкейтетін болса, онда күй тығыздығы бірден жоғарылап кетеді. Мұны оның ... үлгі ... ... ... деп қарастыруымызға болады. Сонымен қатар, кемтіктердің валенттік аймақтағы эффективті массасы электрондардың өткізгіштік ... ... сай ... Бұл ... кванттық шұңқырларды оптикалық приборларда қолдануға жол ашады. ... ... ... ... диодтарда, лазерлік көрсеткіштер мен DVD-ға арналған қызыл лазерлерде, көк лазер мен оптикалық ... ... ... ... үшін ... ... ... қатар олар шуылы аз электроникада қолданылатын жоғары жылдамдыққа ие электрондары бар транзисторларда пайдаланылады. Инфрақызыл ... да ... ... ... ... ... ... туннельдік диод кері дифференциалдық кедергі тудыру үшін кванттық шұңқырды екі барьер арасында қолданады.
2. НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ ОБЪЕКТІЛЕРДІҢ ҚАСИЕТТЕРІ
2.1 ... ... ... ... ... қабықшаларға нанокластерлі құрылым сәйкес. Жұқа қабыршақтарды заманауи микроскоптардың көмегімен ... ... ... ие ... яғни ... ... ие ... көрсетті. Салыстырмалы түрде ертеректе математикада көлемді объектінің үлгісі алынды, алайда сызықтыға ай келетіні ... ... Кей ... ені белгісіз сызықты түсінігіне үйренісу қиын болды, сондықтан олар бөлшектік кеңістікке ие ... ... мен ... ... ... ... қисықтар орнына өз туындыларына сынған немесе өте көп кесілген қисықтар келді. Мұндай қиықтардың жарқын мыалы ретінде броундық қозғалытардың траекториясын ... ... ... ... ... ... пайда болды.
Қазіргі уақытта ұғымын анықтайтын терминнің біртекті ... жоқ. ... ... фракталдар деп геометриялық обьектілер аталады: өте қатты кесілген формасына ие және өзіне ұқсас қаиеттерге ие сызықтар, ... ... ... денелер жатады. Фрактал ұғымы латынның fractus сөзінен шыққан және бөлшектікғ сынған деп аударылады. ... ... ... ... ... ... масштабтың кең диапазонында бір қалыпты орналасуын айтады. Яғни фракталдың фрагменттерін ұлғайту кезінде үлкенге ... ... ... ... ... мұндай өзіне ұқсатуда фрактал обьектісі созылуға сай инвариантты болып келеді, яғни дилатационды симметрия сай келеді. Ол фракталдың негізгі геометриялық ... ... ... ... ... ... дәлме дәл ұқсату тұрақты фракталдар ғана тән екенін ескере кеткен жөн. Егер құрудың ... ... ... ... ... клатердің диффузионды өсуінде, электрлік бұзу және т.б.) кей элементтерін құру ... ... онда ... ... фракталдар туындайды. Олардың тұрақтыдан негізгі айырмашылығы өзіне ұқсату қасиеттері барлық статистикалық тәуелсіз обьектіні жүзеге асыру бойынша сәйкес орташаландырудан кейін әділетті ... ... ... ... ... ... шығыс фрагментке ғана тең емес, алайда статистикалық ... сай ... ... ... ... бірі өзұқсастығы мен өлшемділігінің масштабқа тәуелділігі болып табылады. Өлшемділік деп кез-келген аддитивті өлшемді сипаттайтын физикалық өлшемді айтамыз. ... ... ... ... ... ... аудан және көлем қарастырылады. Нанообъекттердің физикалық қасиеттерінің қызық бір тұсы оның өлшемділігінің өзіндік өлшемінен ... ... Бұл ... ... фракталдық талдама керек екендігін көрсетеді. Фракталдардың танымал теориялары анықталып жатқан өлшемнен тәуелсіз зерттеудің минималды масштабын (объектті қамти алатын ұяшық ... ... алу ... деп ... ... ... ... формуласын М жазамыз:
M=M0(|∆M/M*|)-γ , γ=D-d, γ>0, ... M0 - ... ... емес ... ∆M - ... масштабы, M* - норма, М, D - фракталдық өлшемділік, d - ... ... ... ... ∆M ... ... M ... емес екендігін ескере отырып, (1) формула анықтайтын фракталдық өлшемділікті шартты түрде бейсызық деп қарастыруымызға болады.
λ қолданысында ... ... ∆M ... ... ... ... = = ... М және λ индекстері ∆M нормасына сәйкес келеді. (1.2) формуласын ескере отырып (1) формуласын мына ... ... γ-->0, онда = ... γ=0 ... =M0, M λ =0. ... өзіндік норма арқылы анықталып жатқан фракталдық өлшемділік λ-мен сипатталатын сыртқы әсер болмаған ... де ... ете ... ... ... ... ... бойынша бірдей) және өзсапфирлік (өзұқсастық коэффициенті әртүрлі) үшін γ-ның мәні ... ... және ... нормативтік ақпараттық энтропиялары сәйкесінше I2=0.806 және I1=0.567 тең. Хаотикалық объекттің беткі қабатының d ... ... ... ... фракталдық өлшемділігі [20]:
D = ď - I, I = (I1, I2) ... ... = ď - d - I, 1 - I 0, D-d > 0 ... LAH --> ... ... қолданудың ең қарапайым мысалы төмендегі сурет болып табылады:
Сурет 2.1. Әрбір қабырғасы үшке ... ... ... ... ... ... ... тәрізді фракталдық объект
Әрбір қабырғасы көрсетілгендей үшке бөлінетін өзұқсас деформация нәтижесінде әйнекке тұрған қырау тәрізді фракталдық объект ... ... σ = 1/3, N (σ) = 4. D = ln4ln3 = 1.2628 , яғни 1< D < 2. ... ... ... ие ... ... Бұл қасиеттер түрлі зерттеу масштабтарында жүзеге асады. Егер ... ... өз ... ... бір ... болса, онда ол өзұқсастық және ол бірнеше болса, өзсаффирлі қасиетке ие болады. Шалаөткізгішті қабаттар ... ... ... ... олар өзсаффирлі құрылымға ие, яғни олар фракталдық өлшемділікпен сипатталады. Фракталдық объект нүктелік, сызықтық, беттік, көлемдік құрылымдар бойынша ... Бұл ... ... ... ... ... . N - ... объекттің фракталдық өлшемділігін мына түрде жазамыз:
, , . ... ... ... мүмкіндігі мол фракталдық өлшемділікті жазуға жол ашады. мәні [23,24] әдебиетте талқыланады.
Геометриялық фракталдар
Бұл класстағы фракталдар ең көрнектлері саналады. Екі ... ... ... ... кей ... ... үш ... жағдайдағы беттер) көмегімен алынады. Алгоритмнің әр қадамы сайын бұрмалануды құрайтын әр кесінділер сәйкес масштабта бұрмалану-генераторына алмастырылады. Іс-әрекетті шексіз қайталау нәтижесінде ... ... ... ... ... ... бірі - ... Кох қисығын қарастырайық. Қисықты құру бірлік ұзындықтың кесіндісінен басталады (сурет 2.2) - бұл Кох ... 0-дік ... Әрі ... әр ... ... ... бір кесінді) сурет 2.2- де белгіленген n=1 арқылы түрлендірілетін элементке алмастырылады. Мұндай алмастыру нәтижесінде Кох қисығының келесі ... ... ... 1-ші ... - бұл төрт тура ... бөлімнің қисығы, әрқайсысының ұзындығы 1/3 болады. 3-ші буынды алу үшін дәл оы ... ... - әр ... ... ... ... алмастырылады. Сонымен, әр келесі буынды алу үшін алдыңғы буынның барлық бөлімін кішіретйілген түрлендіруші элементпен алмастыру шарт. n-ші буынның ... ... ... n ... алдыңғы фрактал деп аталады. Сурет 2.2- де қисықтың бес буыны келтірілген. Шекіздікке ұмтылған n кезінде Кох қисығы фракталды ... ... ... ... 2.2. Кохтың триадалы қисығын құру
Компьютерлік графикада геометриялық фракталдарды ағаштар, бұтақтар, жағалаулы ... алу ... ... Екі өлшемді геометриялық фракталдар көлемді текстураларды (обьектінің бетіндегі суретті алу үшін) құру үшін қолданылады.
Сонымен, ... ... ... сипаттамаға ие екендігін анықтаған болатынбыз. Соған байланысты, бұл тәжірибеде кванттық ... ... ... ... тоқтала кеткен жөн. Наножібі бар бетті алу үшін (2.8) ... алып және ... ... ... алу ... пайдалана отырып. Төменде квантты өлшемді құрылымы бар беттік морфологияның Matlab-та алынған нәтижелері көрсетілген. τ ... біз 15 деп ... ... 2.3- те ... ... бар іске ... және шалаөткізгіш пленканың беттік әдісі көрсетілген. Кванттық нүкте үшін d = 0, D > 3 ... ... сол ... γ > 3 ... ... концентрацияның бөлшек мәні кеуектіліктің сипаттамасымен сәйкес келеді.
(2.8)
Сурет 2.3. Іске асыру дисплейі (а) және ... ... ... ... Cp= Ca =0.9; γn= γp= γa ... = p0 = 1/4, a0 = 1; μ = ... 2.4- те кванттық наножібі бар беттік нанопленканың морфологиясы компьютерлік әдісте көрсетілген. Жіп d = 1 ... ... ие, ал ... ... ... D > 3 ке тең. ... үшін ... γ = D - d > 2 болуы керек. Сол сияқты, кванттық шұңқырдың топологиялық өлшемі d = 2 ... Сол үшін ... мен ... өлшемнің арасында γ = D - d > 1 (сурет 2.4) болуы керек.
Сурет 2.4. Іске ... ... (а) және ... ... ... Cp= Ca =0.9; γn= γp= γa = ... = p0 = 1, a0 = 1; μ = -1.
Сурет 2.5. Іске ... ... (а) және ... ... ... (b)
Cn= Cp= Ca =0.9; γn= 1+I2; γp=1+I1; γa = 2-I2; n0 = p0 = 1/4, a0 = 1; μ = ... отыз ... ... ... ... ... ... электронды және т.б. сканерлейтін микроскоптардың арқасында морфологиялық бетті экспериментті ... ... бола ... ... ... жұқа ... нанокластерлерді көруге мүмкіндік берді. Сонымен қоса кванттық наножібі бар шалаөткізгішті беттердің де суреттер алынды. ... біз ... ... ... ... ... тоқтала кетеміз. Квантты наножіпті шалаөткізгіш пленканы пайдалану оптикалық құрылымның күшеюіне алып келуі әбден мүмкін, нақтырақ айтсақ жарықты жақсырақ ... ... Бұл ... үнемді пайда әкелуге көмектеседі. Квантты жіпшелі физикалық, соның ішінде оптикалық жіңішке ... ... ... ... ... ... ... маселесі болып тұр.
Төменде Matlab - та шығарылған квантты жіпшелі морфологиялық пленканың әр түрлі ... әсер ... ... ... көрсетілген. Жоғарыда көрсетілген суреттерде квантты жіпшелі фракталды өлшемнің беттік шалаөткізгіш пленкаға және іске асырылуын және де ... ... ... ... ... ... ... әсер еткені көрсетілген. Жіптәрізді құрылыммен сәйкес әр түрлі мәнді фракталдық өлшемдер төмендегі суреттерден көруімізге болады (d = 1), және де ... мен ... ... ... ... беттік моделдерді алуға болады. Қашқан фазалық траекториялар фазалық жіңішкелікте динамикалық хаостағы қолжетімділікті көрсетеді, және бұл ... ... ... ... 2.6. Іске ... ... ... (ni, ni+1) және квантты жіпшелі беттік модел.
Сурет 2.7. Іске асырылуы, фазалық жіңішкелік (ni, ni+1) және квантты жіпшелі ... ... 2.8. Іске ... фазалық жіңішкелік (ni, ni+1) және квантты жіпшелі беттік модел.
Сурет 2.9. Іске асырылуы, фазалық ... (ni, ni+1) және ... ... беттік модел.
Сурет 2.10. Іске асырылуы, фазалық жіңішкелік (ni, ni+1) және квантты жіпшелі беттік модел.
Сурет 2.11. Іске асырылуы, фазалық ... (ni, ni+1) және ... ... ... ... ... морфологиялық беттерге қоспа концентрацияларының әсер еткен әр түрлі суреттер келтірілген. Қоспаның концентрациясын күшейткенде шалаөткізгіштік пленкада беттік рельефтің тегістелуіне алып ... және ... жіп ... ... өлшем құрылымының ұзындығы кемиді. Өлшем жоғары болған ... ... ... ... Біз ... ғана концентрациясын өзгертсекте ол морфологиялық бетке әсерін ... ... ... ... ... ... қасиетін зерттеу үшін, ең алдымен кез келген бір шаманың өлшемділігінің фракталдық эволюциясын қарасытраған жөн. x(t) - ... ... ... ... да бір ... ... ... эволюциясын қарастырайық:
(2.9)
мұндағы, - t көптеген мәндерінің статистикалық ... ол ... ... үшін ... ... ... ... енгізілді. модулін фракталдық өлшемділік шартына сай ауыстырсақ:
(2.10)
Мұндағы, - фракталды емес ... ... (2,9) ... () ... ... ... ... көшеміз. Белгі функциясының дискретті формасын деп белгілейміз. Әрдайым болғандықтан, белгі функциясы тек тәуелді емес. Оның ... ... ... ... эволюцияны сызықты сипаттау үшін қолданылатын. Біз оны ... ... және (2.11) ... ескере отырып (2.9) формуланы 1 үшін жазсақ
(2.12)
(2.12) формулада бірдей уақыт моменттерін таңдап ... ... еді. ... ... 0 деп ... үшін, біз мәнін модельдейміз.
шамасын енгізу келесі шарттың орындалуына негіз болмақ
(2.13)
мұндағы, - процестің сипаттамалық ... ... 1 деп ... ... ... ... ... жағдай туындайтын еді. тәуелділігін ескере отырып 0 кезінде өлшемділікті ... ... ... ... ... С - кез ... ... С параметрінің мағынасын сигналдың спектірін сипаттауға қолданылатын базасының аналогты ретінде қабылдауға болады
(2.15)
мұндағы, - ... тән ... - ... ... ені. деп ескерсек, (2,11) формуланы келесідей жаза аламыз: ... ... ... ... ... және ... таралуын өлшемділіктің фракталдық эволюциясының өрнегімен сипаттауға болады:
(2.17)
(2.18)
мұндағы, , белгілеулері электрондардың, ... және ... ... - ... ... - фракталдық және топологиялық өлшемділіктер айырымы; - электрондардың кемтіктердің және қоспалардың біркелкі концентрациясы.
Осы өрнектерді пайдаланып, наноқұрылымды объектілер үшін ... ... ... ... оны модельдеу арқылы кеуекті кремнийдің фракталдық қасиетін зерттейміз.
* САНДЫҚ ТАЛДАУДЫҢ НӘТИЖЕЛЕРІ
Жоғарыда айтылған мақсатқа байланысты ... ... ... ... ... келетін фракталдық және кластерлік құрылымға ие нано қабыршақтардағы электрондардың туннельдену процесін зерттеуді түсіндіреді. ... үшін ... ... ... ... ... ... Сканирлеуші зондтық микроскоппен зерттелген кванттық жіпшелердің морфологиясы жүздеген нанометр мен ... ... ... ... ... ... ... құрылымдардың жиынтығын көрсетеді. Кремний наножіпшесінің вольт-амперлік сипаттамасы ... ... ... ... ... диодтың кері кедергі эффектіне қарағанда бірнеше минимумдарға ие ... ... ... ... - ... ... ... салынған аймағының ені,
- энергия мәндерінің жиынының фракталдық және топологиялық өлшемділіктерінің айырымы. Бұл L=200 нм, =10 нм, ... ... ... ... (1б) формуласымен және (9) теңдеу жүйесімен сипатталады -ның әр мәндері бойынша I(U) тәуелділігін сурет 3.1- ден көреміз.
Сурет 3.1. болған ... ... ... ішкі қорек көзіндегі потенциалдар айырмасына тәуелділігі
Сурет 3.2. болған кездегі фракталдық кернеудің ішкі қорек ... ... ... ... 3.3. ... кернеудің ішкі қорек көзіндегі потенциалдар айырмасына тәуелділігі
Сурет 3.4. Кванттық наножіпті кеуекті кремнийдің вольт- амперлік сипаттамасы
Сурет 3.5. Ішкі қорек ... ... ... ... ... ... жұмыста зерттеліп отырған кеуекті кремнийдің қабыршағы электрохимиялық еріту әдісімен алынған. Нәтижесінде кеуекті қабыршақта наноқұрылымдар пайда ... және осы ... ... ... физикалық, химиялық қасиеттері зерттелді. Сонымен қатар наноқұрылымды кремний қабыршағының ... ... ... үшін вольт-амперлік сипаттамалары зерттелді.
Берілген формула арқылы ... ... ... Формулада гаммаға әр түрлі мән беріп кеуекті кремнийдің вольт- амперлік сипаттамасы есептелді. Шыққан нәтижелер тексеріліп зерттелді. Кванттық жіптер негізіндегі кеуекті ... ... ... оның ... кернеуін талдау нәтижесінде байқалды. Кванттық наножіптер жайлы материалдарға шолу жасалынып, тереңінен зерттеліп көрсетілді. Кванттық нүкте кванттық шұңқыр ... ... ... ... ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Жаңабаев З.Ж., Ильясов Н.И.,.Темірқұлова Н.И. Бейсызық физика практикумы. 2003ж.
2. Кардона М. Основы физики ... - ... ... 2002. - 560 ... ... GrevtsevaT.Yu.,Danegulova T.B., Assanov G.S. Optical Processes in Nanostructured Semiconductors. Journal of Computational and ... ... Vol. 10, No 3, pp. 673-678. 3.
4. ... ... Physical Fractal ... in ... Semiconductors. Reviews in Theoretical Science, 2014, Vol. 2, No. 3, pp. 211-259.
5. ФедерЕ. Фракталы. - ... Мир, 1991. - 254 с.
6. ... И.В., ... Ю.Е., ... В.И. Твердотельные фрактальные структуры // Альтернативная энергетика и экология. − 2005. - № 9(29). - С. ... ... ... Fractal Properties of Surfaces of Nanostructured Semiconductor Films // Eurasian Physical Technical Journal. - 2006. - Vol. 3, № 2(6). - P. ... ... З.Ж., ... Т.Б., ... Т.Ю. ... свойства наноструктурированных полупроводников // Мат. 6-ой Междунар. науч. конф. . Посвященная ... ... им. ... - ... 2009. - С. 126-128.
9. Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? // Соросовский Образовательный ... ... ... ... B.B. Stochastic models of the Earth's relief, the shape and the fractal dimension of the coastlines, and the number-area rule for islands // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. − 1975. - № 72. - Р. ... ... B.B., Passoja D.E., Paullay A.J. Fractal ... of fracture surfaces of metals // Nature. − 1984. - Vol. 308. - P. ... Шик А. Я.. ... ... - ... технический университет, 2000
13. ZhanabaevZ.Zh., GrevtsevaT.Yu. Fractal Properties of Nanostructured Semiconductors // Physica B: Condensed Matter. - 2007. - Vol. 391, № 1. -P. ... ... L., Tosatti E. Fractals in Physics. - Elsiever Science, 1986. - 274 ... ... З.Ж., ... Т.Б., ... Т.Ю. ... свойства наноструктурированных полупроводников // Мат. 6-ой Междунар. науч. конф. . ... ... ... им. ... - ... 2009. - С. ... ... В.Я. Квантовые ямы, нити, точки: Что это такое? // Соросовский Образовательный Журнал. 1997.№5. С.80-86.
17. Zhanabaev Z.Zh. Fractal Measures in Nanoelectronics and ... Eurasian Physical ... Journal. - 2012. - № 1 (10). - P. ... ... L.A., ... O.A., ... E. A., Sobolev V.D., and Stronska O.J. ... of Semiconductor Physics, 45 Nauki Prsp., 03028 Kyiv, Ukraine.
19. Zhanabaev Z.Zh., Grevtseva T.Yu., Assanov G.S. Fractal ... ... in ... ... ... // Phisica B: ... Matter. -2011. ... Kazakh National University, Almaty 050038, Kazakhstan, al-Farabi 71.
20. Zhanabayev Z.Zh., GrevtsevaT.Yu. Fractality of Nanostructured Semicon - ductor Films // ... of Surface Science and ... - 2007. - Vol. 5. - P. 132-135.

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 41 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Фракталдық құрылымдардың бейсызық электрлік қасиеттері31 бет
Бейсызық физиканың жаңа әдістері және компьютерлік модельдеудің көмегімен айнымалы жұлдыздар мен галактикалардың фракталдық қасиеттері мен заңдылықтарын анықтау59 бет
Заттың электромагниттік қасиетін кванттық механика Бор теориясы, Томсон моделі16 бет
Кванттық күй, асқын өткізгіштік, асқын аққыштық, фонодар, кристалдық торлар7 бет
Кванттық күй, кванттық сұйықтық, асқын өткізгіштік, асқын аққыштық, фонодар, кристалдық торлар6 бет
Кванттық оптика негіздері4 бет
Кванттық теориялардың негізгі ойларын тәжірибе жүзінде тұжырымдау. Франк және Герц тәжірибелері9 бет
Кванттық теорияның басты тұжырымдарын тәжірибе жүзінде негіздеу.Франк және Герц тәжірибелері7 бет
Кванттық теорияның шығуы3 бет
Кванттық физиканы оқытуда ақпараттық технологияларды қолдану34 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь