收藏本站
《河北工业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

元素半导体硅和锗材料的熔体结构研究

吴俊  
【摘要】:元素半导体硅锗材料尤其是硅材料是当今半导体行业中的重要微电子和光电子材料,研究其熔体的微观结构对控制单晶的生长过程有着重要的指导意义,此外,液态结构的研究也是凝聚态物理领域的一个重要分支,这一研究相对较为落后,因此对其研究也有着重要的理论价值。 本文采用高温X射线衍射仪对元素半导体硅材料在熔点附近(1683K-1743K)的结构进行分析,并结合分子动力学模拟对这一数据进行补充,得出其结构因子、双体分布函数及径向分布函数随温度变化的关系,探讨了Si熔体的微观结构;同时使用分子动力学模拟研究了元素半导体Ge熔体的微观结构。 对硅熔体的实验测量与其模拟结果较为接近,其微观结构参数分别为:硅熔体的最近邻原子间距为0.245nm、第一配位面配位数为6.5、相干半径为0.92nm、团簇平均原子个数为147个,结构参数在熔点附近随温度的变化不大。径向分布函数的Gauss分解结果表明熔体中含有共价键,比例约占27%。结构因子第一峰三峰拟合结果表明熔体中含有正四面体结构。均方位移和速度自相关函数的计算结果表明,熔体中的原子在在熔化温度处的自扩散系数为6×10-4cm2/s,随着温度的进一步升高,自扩散系数略有增加。VP分析及键角分布分析结果表明,熔体中的有序原子集团主要形成正四面体及简单立方结构,少数原子形成其它复杂无序结构。 对锗熔体的分子动力学模拟计算结果表明:锗熔体的最近邻原子间距为0.26nm、第一配位面配位数为5.04、相干半径为0.82nm、团簇平均原子个数为103个。熔点温度下原子的自扩散系数为6.5×10-4cm2/s,结构参数在熔点附近随温度的变化不大。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN304.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘岩岩;蒋立武;李树索;韩雅芳;;Ni_3Al合金熔体结构的高温X射线衍射分析[J];材料工程;2009年S1期
2 鲜晓红;陈昌国;辜敏;;X射线衍射分峰法测定液体汞结构[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年08期
3 李友荣;彭岚;吴双应;曾丹苓;;Cz结构浅池内硅熔体热对流的分岔特性[J];工程热物理学报;2007年06期
4 周正有,程兆年;修正Tersoff势在熔态硅分子动力学模拟中的应用[J];功能材料与器件学报;1999年04期
5 边秀房,王伟民,潘学民,秦绪波;Al-TM合金熔体的中程有序结构及其演化规律[J];化学学报;2002年07期
6 祝江波,李振华,乔明华,范康年;液体和非晶态NiAl_3合金结构的从头算分子动力学模拟[J];化学学报;2004年22期
7 祝江波,乔明华,李振华,王文宁,范康年;液体和非晶态Ni_(64)B_(36)合金结构的从头算分子动力学模拟[J];化学学报;2005年18期
8 王伟民,边秀房,秦敬玉,张林,叶以富;简单液体径向分布函数的Gauss分解[J];中国科学E辑:技术科学;1999年06期
9 徐继香;房艳;房春晖;;X射线衍射法测定Na_2SO_4水溶液结构[J];科学通报;2009年07期
10 张雯;磁场直拉硅原理的微观解释[J];人工晶体学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 谷廷坤;合金熔体局域结构的实验及从头算研究[D];山东大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李冠华;宁玄鹤;;小红豆淀粉颗粒性质研究[J];安徽农业科学;2010年06期
2 张雯;徐岳生;王胜利;;磁场中硅熔体的磁黏度[J];半导体学报;2007年01期
3 杨利;任晓婷;严英俊;穆海燕;张同来;郁开北;;六硝基茋的晶体结构及形貌模拟[J];火炸药学报;2009年06期
4 王德和;固体中的原子相关性和Bragg衍射[J];北京大学学报(自然科学版);1997年05期
5 王静松;于文涛;唐培新;刘波;曹立军;薛庆国;;Sn-15%Pb合金电脉冲孕育处理效果时间相关性研究[J];北京科技大学学报;2007年S1期
6 谈荣日;;锗酸铋熔体的热力学性质[J];江西师范大学学报(自然科学版);2011年05期
7 何树先;王俊;孙宝德;周尧和;;熔体温度处理细化金属凝固组织的研究进展[J];材料导报;2001年09期
8 刘显坤;刘颖;唐杰;代君龙;胡春明;;辐射屏蔽材料的研究进展[J];材料导报;2006年06期
9 裴忠冶;李俊涛;田彦文;赵明汉;;合金熔体过热处理的研究进展[J];材料导报;2006年09期
10 孙建俊;田卫星;国宏轩;田学雷;;Al-TM合金系液态结构的研究进展[J];材料导报;2006年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 张雯;;磁场直拉硅晶体生长过程中硅熔体流动状态的研究[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
2 张雯;徐岳生;;垂直磁场对锗熔体磁粘度的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
3 贾利军;陆小勇;张怀武;刘颖力;钟智勇;;流变相法合成纳米晶Li铁氧体[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
4 吕文广;郑景宜;吕铂颐;;高活性超细复合碳酸镍表征[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
5 罗艳;陈广银;罗兴章;郑正;郑斌国;方彩霞;;篁竹草厌氧发酵产气特性及结构变化研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
6 温海成;康廷国;迟广成;;X射线粉晶衍射法在炉甘石矿物药鉴定与质量评价中的应用[A];2007年中华中医药学会第八届中药鉴定学术研讨会、2007年中国中西医结合学会中药专业委员会全国中药学术研讨会论文集[C];2007年
7 柯东杰;路贵民;陈晓;刘坚;陈群;;低成本无污染的熔炼铝合金新技术[A];2008年全国铝合金熔铸技术交流会论文集[C];2008年
8 王继芬;刘猛;顾昊;余静;;利用X射线衍射技术对纸张中填料的无损检验研究[A];公共安全中的化学问题研究进展(第三卷)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘媛媛;二元Pb合金结构和性质的分子动力学模拟及真空蒸馏实验研究[D];昆明理工大学;2010年
2 王致明;几种合金熔体的不均匀性及其特征研究[D];山东大学;2010年
3 张新卫;直接乙醇燃料电池新型阳极催化剂的研究[D];北京交通大学;2011年
4 夏春辉;纳米TiO_2与新型两亲性酞菁锌光动力抑制肝癌细胞的机制研究[D];吉林大学;2011年
5 王姝;Al_2O_3、B掺杂的FeCo基薄膜的结构和磁性研究[D];兰州大学;2011年
6 张静;水平连续铸造Al-Si合金组织及其控制研究[D];山东大学;2011年
7 杨海平;钽醇盐的电化学合成及纯化研究[D];中南大学;2011年
8 李向阳;层状压电/弹光复合材料电光效应研究[D];南京师范大学;2011年
9 李贵发;针对液态金属结构遗传性的铝团簇演变特性的计算研究[D];湖南大学;2009年
10 蒋光锐;氢在合金熔体中的溶解度与定向凝固多孔铜锰合金的研究[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武少伟;铁锰硅对凤眼莲生物质结构的影响[D];华中农业大学;2010年
2 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
3 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
4 谢小运;TM-450阀控式密封铅酸蓄电池设计及板栅合金研究[D];湘潭大学;2010年
5 李燕;纳米碳管的盐水通道行为研究[D];中国海洋大学;2010年
6 王艳丽;磁性淀粉的制备、性质及应用研究[D];河南工业大学;2009年
7 朱珊珊;共溅射法制备Zn_(1-x)Cr_xO薄膜及磁性研究[D];天津理工大学;2010年
8 欧阳鹏根;大直径单晶炉Cusp磁场设计与研究[D];浙江大学;2011年
9 罗会;低液限粉土工程特性试验研究[D];石家庄铁道学院;2009年
10 史振彦;纳米TiO_2薄膜的制备及其光催化性能的研究[D];沈阳师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩玉杰;孙同年;;磁场拉晶技术简介[J];半导体情报;1989年01期
2 张维连,孙军生,张恩怀,李嘉席;利用装置环形永磁场的直拉炉(PMCZ)生长单晶硅和掺锗硅晶体[J];半导体学报;2001年03期
3 韦世强,王晓光,殷士龙,陈昌荣,刘文汉,张新夷;NiB和NiP超细非晶态合金的退火晶化行为及催化性能[J];催化学报;2001年02期
4 李友荣,彭岚,吴双应,曾丹苓,今石宣之;硅熔体CZ结构浅池内热毛细对流转变滞后特性[J];工程热物理学报;2005年S1期
5 刘晓静,仇怀利,王爱华,殷绍唐,尤静林,蒋国昌;二氧化碲(TeO_2)晶体的Raman光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2003年03期
6 仇怀利,王爱华,尤静林,刘晓静,陈辉,殷绍唐;BSO晶体的高温拉曼光谱与高温结构特征[J];光谱学与光谱分析;2005年02期
7 尤静林,黄世萍,童朝阳,余昺鲲 ,蒋国昌;高温拉曼光谱仪[J];光学仪器;1999年01期
8 房春晖,房艳,王鲁英,宋大康,吴西宁;用θ-2θ型粉末衍射仪精确测定溶液结构的新尝试[J];化学学报;1999年01期
9 李辉,边秀房,刘相法,李玉忱;金属间化合物Al_3Fe熔体结构的温度变化特性研究[J];化学学报;1999年07期
10 边秀房,王伟民,潘学民,秦绪波;Al-TM合金熔体的中程有序结构及其演化规律[J];化学学报;2002年07期
【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘兰俊;郭蕾蕾;祖方遒;魏传颖;;熔体结构对Bi-20%Sb合金凝固行为及组织的影响[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 刘兰俊;李先芬;祖方遒;孙其强;郭蕾蕾;程建龙;李永红;牛家胜;魏传颖;;熔体结构变化对Sn—Sb合金其凝固行为及组织的影响[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
3 邓莉;刘红;田华;杜建国;刘雷;;高温高压下MgSiO_3熔体结构的第一性原理分子动力学研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 杨文生 过国忠;我首获高温岩浆熔体纳米级模型[N];中国国土资源报;2004年
2 杨文生 记者 过国忠;我高温岩浆熔体研究获新进展[N];科技日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈志浩;二元合金熔体结构转变动力学行为探讨[D];合肥工业大学;2008年
2 孙建俊;典型二元共晶合金熔体结构研究[D];山东大学;2009年
3 武玉琴;金属凝固过程中过渡态现象研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈红圣;Sn-Bi系合金熔体结构转变及其对凝固和润湿性的影响[D];合肥工业大学;2008年
2 崔衡;稀土金属卤化物熔盐体系熔体结构的分子动力学模拟计算[D];昆明理工大学;2002年
3 孙其强;Sn-Sb合金熔体结构转变及其对凝固的影响[D];合肥工业大学;2008年
4 吴俊;元素半导体硅和锗材料的熔体结构研究[D];河北工业大学;2010年
5 韩严法;Sn/Pb-Bi及Pb-Bi/Sb熔体结构转变及其对凝固的作用[D];合肥工业大学;2010年
6 门永;Bi_2O_3-SiO_2系统熔融及冷却过程中熔体结构与形貌的研究[D];陕西科技大学;2013年
7 刘明全;熔体结构转变对二元Sn-Bi和Sn-Sb合金凝固的影响[D];合肥工业大学;2009年
8 周兵;Sn-Bi系与Pb-30%Sb合金熔体结构转变的可逆性及其对凝固的影响[D];合肥工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026