Nazorat savollari Diffuziya hodisasining fizik asosi?
Diffuziya jarayonini modellashtirishda nimalarga e’tibor qaratish lozim?
Modellashtirish bosqichlarini diffuziya jarayonini modellashtirish misolida tushuntirib bering.
Diffuziya jarayonini asosiy xarakteristikalari nimalardan iborat?
Laboratoriya ishi № 4 Mavzu: Mathcad dasturida ionli legirlash va ionli yemirish hodisasini hodisalarini modellashtirish. Ishdan maqsad:Talabalarga MathCAD dasturida ionli legirlash va ionli yemirish hodisasini modellashtirish va jarayon modelini tuzish ketma ketligini bajarish bo’yicha ko’nikma berish, fizik jarayon modellarining o’ziga xos jihatlarini ochib berish.
Dars jihozi: INTEL I3 tipidagi kompyuterlar.
Nazariy qism Ionli implantatsiyada ion dastasini zaryadlangan zarralari qattiq jismga kiritiladi, uni turli hossalarini o’zgartirib.
Qattiq jismni panjarasiga joriy qilinganda ionlar o’z energiyasini yoqotadi, qatiiy va qatiiy bo’lmagan to’qnashuvlar natijasida. Qatiiy bo’lmagan to’qnashuvlar deb shudaylari hisoblanadiki ularni natijasida ion energiyasini bir qasmi g’alayonlatish yoki nishon atomlarini ionlash uchun sarf bo’ladi (panjara elektronlari bilan o’zaro ta`sirlashib). Qatiiy to’qnashishlarda energiya nishonni atomini yadrolariga beriladi. Bundan tashqari energiya yoqotishlariga ionlar va nishon atomlari orasidagi zaryad almashuvlari ham yoqotishlarni beradi.
Agar atomga berilgan energiya qatiiy to’qnashuvda atomlarni bog’lanishenergiyasidan ortiq bo’lsa qattiq jismdagi, shunda atom tugunni tark etadi. Buning natijasida Frenkel juftligi paydo bo’ladi – vakansiya + tugunlararo atom. Yuqori qatlamda joylashgan atomlar ion energiyasini olib kristaldan uzilib chiqishi mumkin – bunda changlanish jarayoni sodir bo’ladi va vakansiyalar hosil bo’ladi – Shottki deffekti. Dastlabki atomni ko’chish energiyasi atomni berish energiyasi deyiladi u nisbatan katta bo’ladi shuning uchun atom o’zini harakat yo’lida bir qator ko’chishlar kaskadini hosil qiladi, buning oqibatida kristalda alohida tartibi buzilgan soxalar paydo bo’ladi, o’lchami 3…10 nm bo’lgan. Ionlarni implantatsiyasiga ko’ra radiatsion deffektlarnni to’planishi boradi. Qachonki ionlarni zichligi sirt birligiga joriy qilingan kritik kattalikdan oshsa amorflashtirish dozasi deyiladigan, to’liq amorf qatlami hosil bo’ladi.
Joriy qilingan ion vacant tuginga tushishi mumkin, donor yoki akseptor bo’lib, ammo tugunlarni o’rnini egallash extimoli kam, ko’pchilik joriy qilingan ionlar tugunlar orasida joylashadi ular bu yerda elektr jihatdan faol bo’lmaydi. Ularni tugundan ko’chirish va yarimo’tkazgichni kristal strukturasini qayta tiklash kuydirishda amalga oshiriladi. Kuydirish jarayonida radiatsion deffektlarni parchalanishi annigilyatsiyasi sodir bo’ladi. joriy qilingan aralashmalar esa vacant tugunlarni egallaydi, natijada p- yoki n- hilli o’tkazuvchan qatlam hosil bo’ladi.
Soddalashtirilgan LSHSH klassik modelda (Linxard-Sharf-Shiot) izotrop yoki amorf yarimcheksiz nishon uchun qabul qilinadiki bunda sochilgan ionlar nishonda tasodifiy harakterga ega bo’ lishi mumkin ularni yugurish yo’ llarini taqsimoti Gaus funksiyasi bilan bayon qilinadi.
Boshlang’ich energiyasi Е0 bo’lgan ionni to’liq yugurish yo’li formula yordamda bayon qilinadi
(1)
bu yerda Sn – yadro tormizlanishini ko’ndalang kesimi (yadroni to’rmizlanish hususiyati);
Se – elektron tormizlanishni ko’ndalang kesimi (elektronni to’rmizlanish hususiyati).
Yetarlicha yaxshi yaqinlashunvda yadro tormizlanishini kesimi ifoda bilan bayon qilinadi
(2)
bu yerda Z– yadro zaryadi;
M – atom massasi 1 va 2 indeksdan tegishli ravishda ionga va atom nishoniga tegishli;
N – modda atomini hususiy konsentratsiyasi;
k – yadro sekinlashtirish hususiyatini koeffitsienti. (2) formuladan ko’rinib turibdiki moddani sekinlashtirish hususiyati uni energiyasiga bog’liq emas. Elektron tormizlanishni ko’ndalang kesimi LSHSH ga mos ravishda
(3)
bu yerda k1 – elektronni sekinlashtirish hususiyati koeffitsienti.
Ionni yugurish yo’lini uzunligini hisoblashda faraz qilish qabul qilinganki energiya yo’qotishi yadro va elektron o’zaro ta’sir bilan bir-biriga bog’lanmagan. Shunda (1) ifodaintegrallashi mumkin buni natijasida olamniz:
(4)
Joriy qilinadigan atomni treaktoriyasi to’liq to’xtaguncha siniq chiziqdan iborat bo’ladi. To’liq masofa u kristallga kirib boradigan to’liq yugurish yo’li deyiladi.
To’liq yugurish yo’li R bo’limi tahsimoti bilan ∆R ifodalanadi. Amalda qo’llanilish nuqtai nazaridan muhim qiymatga to’liq bo’lmagan yugurish yo’li ega bo’ladi, yugurish yo’lini proyeksiyasi esa (loyihali yugurish yo’li) Rp, ya’ni yugurish yo’li yo’l haraskatini dastlabki trayeatoriyasi yo’nalishida bo’ladi. Yugurish yo’lini proeksiyasi Rp bo’ylama taqsimot bilan ∆Rp va ko’ndalang taqsimoti ∆RT to’liq yugurish yo’liga nisbatan. To’liq yugurish yo’li R va uning proyeksiyasi bilan Rp orasida yaqinlashtirilgan munosabat mavjud:
(5)
bu yerda µ=M1/M2.
Yugurish yo’lini o’rta kvadratik og’ishi (dispersiya)
(6)
interval joriy qilingan ionlarni 99,7% o’z ichiga oladi. Hisoblash uchun kerakli bo’lgan ma’lumotlar loyihali yugurish yo’li va uni dispersiyasi haqida kremniyni ba’zi elementlari uchun jadval-1da keltirilgan.
1-jadval
Kremniyni ba’zi elementlarini loyihali yugurish yo’li dispersiyasini yugurish yo’li, ionlarda
Nurlanish energiyasi potensionallar farqidan aniqlanadi, ularni ta’sirida ionlar tezlashadi va u teng:
(7)
Amalda energiyani elektronvoltlarda (eV) yoki kiloelektronvoltlarda (keV) ifodalash qabul qilingan.
