Giải số hệ phương trình khuếch tán đồng thời bốn thành phần (B, As, I và V) tìm phân bố nồng độ trong vật liệu silic dựa trên lý thuyết nhiệt động học không thuận nghịch

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

Khái quát về mô hình hoá, mô phỏng trong khoa học và công nghệ nano và phương pháp giải số. Khái quát về khuếch tán đơn và đa thành phần trong vật liệu bán dẫn như: các cơ chế khuếch tán trong bán dẫn; định luật Fick I và II; bài toán về quá trình khuếch tán trong vật liệu; hệ số khuếch tán; khuếch tán đa thành phần sử dụng lý thuyết nhiệt động học không thuận nghịch. Trình bày hệ phương trình khuếch tán đồng thời bốn thành phần trong bán dẫn silic trên cơ sở lý thuyết nhiệt động học không thuận nghịch. Xác định giải số hệ phương trình khuếch tán đa thành phần bằng phương pháp sai phân hữu hạn thông qua: sơ đồ giải thuật của chương trình và các môđun chính và chức năng trong chương trình
Chƣơng 1 – KHÁI QUÁT VỀ MÔ HÌNH HÓA, MÔ PHỎNG TRONG
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NANÔ VÀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI SỐ..... 4
1.1. Khái về mô hình hóa và mô phỏng ................................................... 4
1.2. Phƣơng pháp sai phân hữu hạn sử dụng cho giải số ....................... 7
Chƣơng 2 - KHÁI QUÁT VỀ KHUẾCH TÁN ĐƠN VÀ ĐA THÀNH
PHẦN TRONG VẬT LIỆU BÁN DẪN ........................................................ 12
2.1. Các cơ chế khuếch tán trong bán dẫn ............................................ 12
2.2. Định luật Fick I và II....................................................................... 14
2.3. Bài toán về quá trình khuếch tán trong vật liệu ............................ 17
2.4. Hệ số khuếch tán.............................................................................. 21
2.5. Khuếch tán đa thành phần sử dụng lý thuyết nhiệt động học không
thuận nghịch ........................................................................................... 30
Chƣơng 3 - HỆ PHƢƠNG TRÌNH KHUẾCH TÁN ĐỒNG THỜI BỐN
THÀNH PHẦN TRONG BÁN DẪN SILIC TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT
NHIỆT ĐỘNG HỌC KHÔNG THUẬN NGHỊCH ...................................... 31
3.1. Khái niệm cơ bản của nhiệt động học không thuận nghịch .......... 31
3.2. Hệ phƣơng trình khuếch tán đồng thời bốn thành phần (B, As, I và
V) trên cơ sở lý thuyết nhiệt động học không thuận nghịch ................ 33
Chƣơng 4 - GIẢI SỐ HỆ PHƢƠNG TRÌNH KHUẾCH TÁN ĐA THÀNH
PHẦN BẰNG PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN VÀ KẾT QUẢ ... 45
4.1. Sơ đồ giải thuật của chƣơng trình .................................................. 45 4.2. Các môđun chính và chức năng trong chƣơng trình ..................... 47
4.3. Các kết quả tính toán và thảo luận................................................. 48
KẾT LUẬN..................................................................................................... 53 Chƣơng 4 - GIẢI SỐ HỆ PHƢƠNG TRÌNH KHUẾCH TÁN ĐA THÀNH
PHẦN BẰNG PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN VÀ KẾT QUẢ
Trong các chương trước đã trình bày về cơ sở của bài toán khuếch tán đồng thời
đa thành có tính đến tương tác của chúng. Dựa trên hệ phương trình khuếch tán đồng
thời của bốn thành phần đã thiết lập trong chương 3 tui đã viết chương trình tính toán
để tìm phân bố nồng độ của các thành phần theo thời gian.
Trong chương này sẽ trình bày về:
- Giải thuật của chương trình tính
- Giới thiệu các môđun chính và nhiệm vụ của chúng
- Các kết quả tính toán bước đầu và bàn luận
4.1. Sơ đồ giải thuật của chƣơng trình
Trước khi giải bài toán khuếch tán đa thành phần ta phải sai phân hệ
phương trình (3.43) và (3.46) bằng cách thay các phương trình (1.1), (1.2) và
(1.3) tương ứng với các thành phần trong các phương trình của hệ phương trình
(3.43) và (3.46), khi đó ta sẽ nhận được hệ phương trình sai phân. Cần lưu ý
rằng khi đó ta coi như lờ đi chỉ số thời gian và ngầm hiểu rằng thành phần nồng
độ bên vế trái của phương trình ứng với thời điểm n+1 còn bên vế phải của
phương trình ứng với thời điểm n.
Giải thuật của chương trình được trình bày trên hình 4.1, và ý nghĩa của các
bước trong thuật toán được mô tả như sau:
1) Bắt đầu chương trình tính phải nhập các thông số đầu vào cho bài toán như:
- Nhiệt độ khuếch tán T (0C)
- Thời gian khuếch tán t (giây)
- Chiều sâu khuếch tán X (m)
- Nồng độ tạp chất As phân bố ban đầu (không đổi) với chiều sâu 200nm
- Nồng độ B ban đầu trên bề mặt bán dẫn silic
- Nồng độ sai hỏng điểm cân bằng của I và V tương ứng (CI0 và CV0) theo
công thức (2.50) và (2.52)
- Tính toán DB, DAs, DI và DV lần lượt theo các công thức (2.44), (2.48),
(2.49) và (2.51) phụ thuộc nhiệt độ khuếch tán.
- Bước thời gian dt
- Số khoảng chia trục trên trục x là N
- Tính bước không gian dx = X/N



Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©