👈فول فایل فور یو ff4u.ir 👉

خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword

ارتباط با ما

دانلود


خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword
فهرست
عنوان ...... صفحه
چکیده ........ 1
فصل اول معرفی ساختار، خواص و کاربردهای ترکیبات BP و BSb ..... 2
1-1 مقدمه....... 2
1-2 معرفی نیم­رساناها ....... 3
1-3 کاربرد نیم­رساناها........ 4
1-4 بور (B)...... 4
1-5 ترکیبات بور ....... 5
1-6 بررسی مطالعات تجربی ونظری ترکیبات BP و BSb ........ 6
فصل دوم مطالعه سیستم­های بس­ذره­ای و ویژگی­های اپتیکی مواد ......... 9
2-1 مقدمه ........ 9
2-2 سیستم­های بس ذره­­ای .......... 10
2-2-1 تقریب بورن-اپنهایمر .............. 10
2-3 نظریه تابعی چگالی ........... 11
2-4 قضایای هوهنبرگ-کان ......... 11
2-5 معادلات کان-شم .... 13
2-6 تقریب چگالی موضعی (LDA) ]13[........................................................................................................... 16
2-7 تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) ]15[........................................................................................................ 16
2-8 امواج تخت بهبودیافته(APW)..................................................................................................................... 18
2-9 امواج تخت بهبودیافته خطی(LAPW)........................................................................................................ 19
2-10 امواج تخت بهبودیافته خطی با پتانسیل کامل(FP-LAPW)....................................................................... 20
2-11 امواج تخت بهبودیافته به همراه اوربیتال­های موضعی................................................................................. 21
2-12 نظریه­ی ماکروسکوپی ثابت­های اپتیکی در فلزات همگن]23[.................................................................... 21
2-13 رابطه ساختاری موضعی و غیر موضعی برای رسانندگی............................................................................. 23
2-14 رابطه موضعی برای رسانندگی و بیان ثابت­های اپتیکی............................................................................... 23
2-15 نظریه­ی درود برای ثابت­های اپتیکی حامل­های آزاد]25[............................................................................ 26
2-16 محدوده غیر واهلش ................................................................................................................................... 28
2-17 محدوده واهلش .......................................................................................................................................... 29
2-18 محدوده فوق بنفش .................................................................................................................................... 30
2-19 تبدیلات کرامرز-کرونیگ]27[..................................................................................................................... 30
2-20 بیان کوانتومی تابع دی الکتریک]28[........................................................................................................... 31
2-21 چند قاعده برای تابع دی الکتریک............................................................................................................... 35
2-22 بیان کوانتومی تابع دی الکتریک در بلورها.................................................................................................. 36
فصل سوم خواص ساختاری و الکترونی آلیاژهایBPxSb1-x(1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x) .......................... 38
3-1 مقدمه ............................................................................................................................................................ 38
3-2 روش محاسبات ............................................................................................................................................ 39
3-3 خواص ساختاری ترکیبات پایه ..................................................................................................................... 40
3-4 خواص الکترونی ترکیبات پایه ..................................................................................................................... 44
3-4-1 ساختار نوار انرژی ................................................................................................................................... 44
3-4-2 چگالی حالت­های اکترونی (DOS) ترکیبات پایه BSb و BP ................................................................ 48
3-5 خواص ساختاری آلیاژهای سه تاییBPxSb1-xبه ازای(75/0 ،5/0 ،25/0=x)........................................ 51
3-6 محاسبه ثابت شبکه تعادلی ومدول حجمی با استفاده ازقانون وگارد ومقایسه با نتایج به دست آمده............52
3-7 محاسبه پارامتر خمش ثابت شبکه ومدول حجمی ...................................................................................... 53
3-8 خواص الکترونی آلیاژهای سه تایی BPxSb1-xبه ازای(75/0 ،5/0 ،25/0=x) .......................................... 53
3-8-1 ساختار نوار انرژی آلیاژهای سه تایی BPxSb1-x به ازای(75/0 ،5/0 ،25/0=x) .................................... 53
3-8-2 مقایسه گاف نوار انرژی با دو تقریبPBE-GGA وEV-GGAدر فاز بلند روی...................................56
3-8-3 محاسبه محاسبه مقادیر گاف نوار انرژی با استفاده از قانون وگارد ......................................................... 56
3-8-4 محاسبه پارامتر خمش مقادیر گاف نوار انرژی ........................................................................................ 57
3-8-5 محاسبه مقادیر گاف نوار انرژی با استفاده از اختلاف الکترونگاتیوی........................................................ 57
3-8-6 محاسبه چگالی حالت­های آلیاژهای سه تایی .......................................................................................... 59
فصل چهارم خواص اپتیکی آلیاژهایBPxSb1-x(1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0 =x)................................................62
4-1 مقدمه ............................................................................................................................................................ 62
4-2 خواص اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x (1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x).............................................................. 65
4-2-1 بخش حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک .............................................................................................. 65
4-2-2 ثابت دی الکتریک .................................................................................................................................... 69
4-2-3 ضریب شکست و ضریب خاموشی.................................................................................. 69
4-2-4 محاسبه پارامترهای اپتیکی ضریب شکست و قسمت حقیقی تابع دی الکتریک با استفاده از مدل­های دیگر .............................................................................................................................................................................. 73
4-2-5 تابع اتلاف.................................................................................................................................... 76
4-2-6 ضریب بازتابو ضریب جذب ........................................................................................ 78
فصل پنجم نتیجه گیری ........................................................................................................................................ 81
5-1 نتیجه گیری ................................................................................................................................................... 81
منابع ...................................................................................................................................................................... 83
چکیده انگلیسی .................................................................................................................................................... 87
 
فهرست جداول
عنوان .......................................................................................................................................... صفحه
(جدول 2-1): ثابت­های اپتیکی]25[..................................................................................................................... 26
(جدول 3-1): مقادیر kpint بهینه برای فازهای مختلف آلیاژهای BPxSb1-x ....................................................... 40
(جدول 3-2): پارامترهای ساختاری تعادلی شامل ثابت شبکه، مدول حجمی و مشتق مدول حجمی برای ترکیبات پایه ........................................................................................................................................................................ 43
(جدول 3-3): مقادیر گاف نواری محاسبه شده با دو تقریب PBE-GGAوEV-GGAبرای فازهاینیمه­رسانای ترکیبات پایه .......................................................................................................................................................... 48
(جدول 3-4): مقادیر ثابت شبکه و مدول حجمی و مشتق مدول حجمی برای آلیاژهای سه تایی........................ 52
(جدول 3-5): مقادیر گاف نواری برای آلیاژهای سه تاییBPxSb1-xبه ازای (75/0 ،5/0 ،25/0 =x )
در فاز بلند روی .................................................................................................................................................... 55
(جدول4-1): مقادیرkpint اپتیکی مناسب آلیاژهای BPxSb1-xبه ازای(1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x) در فاز بلند روی ...................................................................................................................................................................... 64
(جدول 4-2): مقدار حقیقی ثابت دی الکتریک در فرکانس صفر برای آلیاژهای BPxSb1-xبه ازای غلظت­هایمختلف (1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x)................................................................................................................... 69
(جدول 4-3): مقدارضریب شکست استاتیکی برای آلیاژهای BPxSb1-x به ازای (1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x)............................................................................................................................................................................. 71
(جدول 4-4): مقایسه مقادیر ضریب شکست آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از روش­های Vandamme، Ravindra، Moss و FP-LAPW در فاز بلند روی و با تقریب PBE-GGA ...................................................... 73
 
(جدول 4-5): مقایسه مقادیر قسمت حقیقی تابع دی الکتریک آلیاژهای BPxSb1-xبا استفاده از روش­های Vadamme، Ravindra، Moss و FP-LAPW در فاز بلند روی و با تقریب PBE-GGA ................................. 75
 
فهرست اشکال
عنوان .......................................................................................................................................... صفحه
(شکل 1-1): مقایسه ثابت شبکه تعادلی محاسبه شده و ثابت شبکه به دست آمده از قانون وگارد آلیاژهایBNxP1-x (سمت راست) وBNxAs1-x (سمت چپ) .............................................................................................................. 7
(شکل 1-2): مقایسه مدول حجمی محاسبه شده و مدول حجمی به دست آمده از قانون وگارد آلیاژهایBNxP1-x (سمت راست) وBNxAs1-x (سمت چپ) ................................................................................................................................. 7
(شکل 2-1):ویژه مقدارهای انرژی به ازای k های مشخص ]20[ ...................................................................... 19
(شکل 2-2): طرح انتخاب شده برای بیان امواج الکترومغناطیسی عرضی در یک ماده همسانگرد.......................................... 22
(شکل 2-3):نمایش امواج الکترو مغناطیسی تابشی، بازتابیده و عبور کرده در صفحهz=0................................ 25
(شکل 2-4): رفتارقسمتحقيقيوموهوميتابعدي الکتريکبراييکگازالکترونآزادهمراهبامدلدرود......................... 30
(شکل 2-5):رفتار طرح واره­ای تابع دی الکتریک لورنتس و تابع دی الکتریک]24[ .......................................... 37
(شکل 3-1): نمودار انرژی برحسب تعداد نقاط k درفضای وارون برای ترکیب BP0.5Sb0.5در فاز نمک طعام....................................................................................................................................................................... 39
(شکل 3-2): یاخته واحد BSb در فاز NaCl....................................................................................................... 40
(شکل 3-3): یاخته واحد BP در فاز NaCl......................................................................................................... 40
(شکل 3-4): یاخته واحد BSb در فاز ZB.......................................................................................................... 41
(شکل 3-5): یاخته واحد BP در فاز ZB............................................................................................................. 41
(شکل3-6): یاخته واحد BSb در فاز wz............................................................................................................. 41
(شکل 3-7): یاخته واحد BP در فاز wz ............................................................................................................. 41
(شکل 3-8): نمودار انرژی برحسب حجم فازهای مختلف یاخته واحد BSb .................................................... 42
(شکل 3-9): نمودار انرژی برحسب حجم فازهای مختلف یاخته واحد BP........................................................ 42
(شکل 3-10): ساختار نوار انرژی BSb در فاز نمک طعام با تقریب PBE-GGA .............................................. 45
(شکل 3-11): ساختار نوار انرژی BSb در فاز نمک طعام با تقریب EV-GGA ................................................ 45
(شکل 3-12): ساختار نوار انرژی BP در فاز نمک طعام با تقریب PBE-GGA ................................................ 45
(شکل 3-13): ساختار نوار انرژی BP در فاز نمک طعام با تقریب EV-GGA ................................................... 45
(شکل 3-14): ساختار نوار انرژی BSb در فاز بلند روی با تقریب PBE-GGA ................................................ 46
(شکل 3-15): ساختار نوار انرژی BSb در فاز بلند روی با تقریب EV-GGA.....................................................46
(شکل 3-16): ساختار نوار انرژی BP در فاز بلند روی با تقریب PBE-GGA .................................................. 46
(شکل 3-17): ساختار نوار انرژی BP در فاز بلند روی با تقریب EV-GGA ..................................................... 46
(شکل 3-18): ساختار نوار انرژی BSb در فاز ورتزیت با تقریب PBE-GGA .................................................. 47
(شکل 3-19): ساختار نوار انرژی BSb در فاز ورتزیت با تقریب EV-GGA...................................................... 47
(شکل 3-20): ساختار نوار انرژی BP در فاز ورتزیت با تقریب PBE-GGA .................................................... 47
(شکل 3-21): ساختار نوار انرژی BP در فاز ورتزیت با تقریب EV-GGA........................................................ 47
(شکل 3-22): چگالی حالت­های الکترونی کلی و جزئی ترکیب BSb در فاز بلند روی(ZB)............................. 49
(شکل 3-23): چگالی حالت­های الکترونی کلی و جزئی ترکیب BSb در فاز ورتزیت(wz)................................ 49
(شکل 3-24): چگالی حالت­های الکترونی کلی و جزئی ترکیب BP در فاز بلند روی(ZB)............................... 50
(شکل 3-25): چگالی حالت­های الکترونی کلی و جزئی ترکیب BP در فاز ورتزیت(wz).................................. 50
(شکل 3-26): یاخته واحد BP0.25Sb0.75 در فاز بلند روی................................................................................... 51
(شکل 3-27): یاخته واحد BP0.5Sb0.5 در فاز بلند روی...................................................................................... 51
(شکل 3-28): یاخته واحد BP0.75Sb0.25 در فاز بلند روی................................................................................... 51
(شکل 3-29): مقایسه ثابت شبکه تعادلی محاسبه شده و ثابت شبکه به دست آمده از قانون وگارد در فاز بلند روی ...................................................................................................................................................................... 53
(شکل 3-30): مقایسه مدول حجمی محاسبه شده و مدول حجمی به دست آمده از قانون وگارد در فاز
بلند روی.............................................................................................................................................................. 53
(شکل 3-31): ساختار نوار انرژی BP0.25Sb0.75 در فاز بلند روی با تقریب PBE-GGA ................................... 54
(شکل 3-32): ساختار نوار انرژی BP0.25Sb0.75 در فاز بلند روی با تقریب EV-GGA ..................................... 54
(شکل 3-33): ساختار نوار انرژی BP0.5Sb0.5 در فاز بلند روی با تقریب PBE-GGA ...................................... 54
(شکل 3-34): ساختار نوار انرژی BP0.5Sb0.5 در فاز بلند روی با تقریب EV-GGA ........................................ 54
(شکل 3-35): ساختار نوار انرژی BP0.75Sb0.25 در فاز بلند روی با تقریب PBE-GGA ................................... 55
(شکل 3-36): ساختار نوار انرژی BP0.75Sb0.25 در فاز بلند روی با تقریب EV-GGA ..................................... 55
(شکل 3-37): مقایسه گاف نوار انرژی در فاز بلند روی و با دو تقریب PBE-GGA و EV-GGA .................. 56
(شکل 3-38): گاف­های نواری به ازای غلظت­های مختلف x برای آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از قانون وگارد و تقریب PBE-GGA در فاز بلند روی.................................................................................................................... 57
(شکل 3-39): گاف­های نواری به ازای غلظت­های مختلف x برای آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از قانون وگارد و تقریب EV-GGA در فاز بلند روی ..................................................................................................................... 57
(شکل 3-40): مقایسه گاف نوار انرژی محاسبه شده با استفاده از اختلاف الکترونگاتیوی، مقادیر برازش داده شده با معادله درجه دوم و مقادیر محاسباتی برای آلیاژهای BPxSb1-x در فاز بلند روی و با استفاده از تقریب PBE-GGA ................................................................................................................................................................... 58
(شکل 3-41): مقایسه گاف نوار انرژی محاسبه شده با استفاده از اختلاف الکترونگاتیوی، مقادیر برازش داده شده با معادله درجه دوم و مقادیر محاسباتی برای آلیاژهای BPxSb1-x در فاز بلند روی و با استفاده از تقریب EV-GGA ................................................................................................................................................................... 58
(شکل 3-42):چگالی حالت­های کلی و جزئی ترکیب BP0.25Sb0.75 درفاز بلند روی (ZB) با تقریب PBE-GGA......................................................................................................................................................................59
(شکل 3-43):چگالی حالت­های کلی و جزئی ترکیب BP0.5Sb0.5 درفاز بلند روی (ZB) با تقریب PBE-GGA......................................................................................................................................................................60
(شکل 3-44):چگالی حالت­های کلی و جزئی ترکیب BP0.75Sb0.25 درفاز بلند روی (ZB) با تقریب PBE-GGA......................................................................................................................................................................61
(شکل 4-1): نمودار بر حسب انرژی در دو مقدار متفاوت kpoint برای ترکیب BSb در فاز بلند روی .............................................................................................................................................................................. 63
(شکل 4-2): نمودار بر حسب انرژی در دو مقدار متفاوت kpoint برای ترکیب BP0.25Sb0.75 در فاز بلند روی ...................................................................................................................................................................... 63
(شکل 4-3): بخش حقیقی تابع دی الکتریک آلیاژهای BPxSb1-x در فاز بلند روی .............................................66
(شکل 4-4): بخش موهومی تابع دی الکتریک آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی ..........................................68
(شکل 4-5): نمودار ضریب شکست آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی.........................................................70
(شکل 4-6): نمودار ضریب خاموشی آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی.......................................................72
(شکل 4-7): مقایسه مقادیر ضریب شکست آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده ازروش­های Vandamme ،Ravindra، Moss و FP-LAPW در فاز بلند رویو تقریبPBE-GGA............................................................................. 74
(شکل 4-8): مقایسه قسمت حقیقی تابع دی الکتریک آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده ازروش­های Vandamme ،Ravindra، Moss و FP-LAPW در فاز بلند رویو تقریبPBE-GGA.......................................................... 75
(شکل 4-9): تابع اتلاف انرژی آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی...................................................................77
(شکل 4-10): ضریب بازتاب آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی...................................................................79
(شکل 4-11): طیف ضریب جذب آلیاژهای BPxSb1-xدر فاز بلند روی.........................................................80
چکیده

در این مطالعه با بکارگیری روش FP-LAPW و در چارچوب نظریه تابعی چگالی خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x در غلظت­های (1 ،75/0 ،5/0 ،25/0 ،0=x ) بررسی شده است. در گام نخست خواص ساختاری شامل پارامتر شبکه تعادلی، مدول حجمی و مشتق مدول حجمی برای ترکیبات دوتایی در فازهای نمک طعام، بلند روی، ورتزیت محاسبه شده است. سپس مقادیر ثابت شبکه و مدول حجمی به ازای غلظت­های مختلف محاسبه و نتایج حاصل از قانون وگارد مقایسه شده است. در مرحله بعد، خواص الکترونی شامل ساختار نوار انرژی و چگالی حالت­ها (DOS) بررسی شد. محاسبات ساختار نواری نشان می­دهد که ترکیب­های BSb و BP در فازهای بلند روی و ورتزیت خاصیت نیمه­رسانایی دارند در صورتی که این ترکیبات در فاز نمک طعام از خاصیت فلزی برخوردارند. همچنین گاف نوار انرژی برای آلیاژهای BPxSb1-x در فاز بلندروی با دو روش PBE-GGA و EV-GGA برآورده شده است. محاسبات مربوط به چگالی حالت­ها برای آلیاژهای BPxSb1-x نشان می­دهد که سهم عمده چگالی حالت­ها در زیر سطح فرمی مربوط به اوربیتال­های p اتم­های (B)، (P) و (Sb) می­باشد. در گام بعدی خواص اپتیکی این ترکیبات شامل بخش­های حقیقی و موهومی تابع دی ­الکتریک، تابع اتلاف انرژی، ضرایب شکست، بازتاب، جذب و خاموشی محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. محاسبات نشان می­دهد که سهم اصلی در گذارهای اپتیکی BSb در فاز بلند روی ناشی از اوربیتال­ p اتم­های (B) و (Sb) به عنوان حالت اولیه و اوربیتال­های s و p اتم (B) به عنوان حالت­های نهایی و در مورد اتم BP ناشی از اوربیتال p اتم­های (B) و (P) به عنوان حالت اولیه و اوربیتال­های s و p اتم­های (B) و (P) به عنوان حالت نهایی می­باشد. به کمک نمودار قسمت موهومی تابع دی الکتریک مشخص شد که جذب آلیاژهای BPxSb1-x در فاز بلندروی به ترتیب غلظت از انرژی­های 32/1، 62/1، 49/1، 89/0 و 78/1 الکترون ولت آغاز شده است که برابر آستانه گذار بین نواری می­باشند. پیک اصلی طیف تابع اتلاف انرژی (فرکانس پلاسما) برای آلیاژهای BPxSb1-xبه ازای (1و 75/0 ،5/0 ،25/0 ،0 = x ) در فاز بلند روی به ترتیب در نقاط 74/22 و 96/20، 91/19، 03/19، 21/18 الکترون ولت قرار دارد. همچنین مقادیر ضریب شکست آلیاژهای BPxSb1-xدر فرکانس صفر که یکی از پارامترهای مهم اپتیکی است، علاوه بر روش FP-LAPW با استفاده از روش­های Moss، Ravindra، Vandamme در فاز بلند روی محاسبه شد. در پایان نیز مقادیر ضریب جذب، خاموشی و بازتاب برای آلیاژهای BPxSb1-x محاسبه شد.
 کلید واژه: نظریه تابعی چگالی، روش FP-LAPW، خواص ساختاری، خواص الکترونی، خواص اپتیکی
 
فصل اول
معرفی ساختار، خواص و کاربردهای ترکیبات BP و BSb
 1-1- مقدمه
معمولاً درک پدیده­های حالت جامد بسیار دشوار است و نیاز به ساده­سازی مسائل تا حد ممکن دارد. این نیاز موجب شد تا دانش پژوهان به مطالعه فلزات خالص، آلیاژهای ساده و یا ترکیب­های مشخص بپردازند. از سوی دیگر مهندسان یا دانش پژوهان علم مواد که تمایل به کاربرد پدیده­های حالت جامد دارند، به ندرت از عناصر خالص، به همان صورتی که در طبیعت وجود دارند، استفاده می­کنند، بلکه با طراحی و یا با آزمون و خطا موادی می­سازند که از نظر کاربردی و قیمت تمام شده نیاز آن­ها را برآورده سازند.
این دو فرایند را در یک نمودار ساده نمایش می­دهیم.
 
 
پدیده های حالت جامد
 استفاده علمی شناخت بنیادی
مواد ساده
عناصر خالص
موادکاربردی آلیاژهای پیچیده کاربردی
آلیاژهای پیچیده
 
پیشرفت
 پیشرفت در هر یک از این دو شاخه، به دنبال شناخت متقابل هدف و مبادله اطلاعات بین پژوهشگرانی که اصولاً با مسائل بنیادی درگیرند و آن­ها که با موارد استفاده علمی سر و کار دارند، بدست آمده است.
به این منظور بر آن شدیم در این فصل ابتدا به معرفی ترکیب­های ساده BP و BSb بپردازیم و ویژگی­های ساختاری و الکترونی را بر مبنای نتایج نظری و تجربی موجود بررسی کرده و سپس به مطالعه آلیاژهای BPxSb1-x پرداخته، ساختار و ویژگی­های کلی آنها را بیان می­کنیم.
1-2- معرفی نیم­رساناها
اجسام از لحاظ عبور یا عدم عبور الکتریسته به دو دسته رسانا و عایق تقسیم می­شوند اما گروه دیگری از اجسام نیز وجود دارند که نه به طور کامل رسانا و نه به طور کامل نارسانا هستند. این گروه خاص از اجسام را نیمه­رسانا می­نامند. هدایت الکتریکی نیمه­رساناها تحت تاثیر عواملی چون تغییر میزان ناخالصی، تحریکات نوری و افزایش دما به شدت تغییر می­نماید. این خاصیت مهم مبنای کار بسیاری از قطعات نیمه­رسانا است که درصنعت الکترونیک به کار گرفته می­­شود.
اجسام نیمه­رسانا نیز مانند نارساناها دارای نوارهای پر و خالی هستند و نوار بخشی پر ندارند با این تفاوت که گاف انرژی بین بالاترین نوار پر و پائین­ترین نوار خالی بسیار کوچک­تر از این گاف در نارساناها است .
موادی که در کاربردهای الکترونیکی نیمه­رساناها مورد استفاده قرار گرفته­اند شامل اکثر عناصر جدول تناوبی می­باشند. گرچه معروف­ترین عناصر خالص که به عنوان نیمه رسانا شناخته شده­اند مانند سیلیکون، کربن و ژرمانیوم را می­توان در گروه IV یافت، اما متداول ترین عناصری که در دستگاه­های میکروالکترونیک مورد استفاده قرار گرفته­اند و تشکیل مواد نیمه­رسانا می دهند از گروه­های III و V جدول تناوبی هستند.
1-3- کاربرد نیم­ رساناها
وسایلی از قبیل ترانزیستورها، یکسوسازها (دیودها)، مدوله کننده­ها، آشکارسازها، باتری­های ­خورشیدی و ... براساس ویژگی­های نیمه­رساناها کار می­کنند. همچنین خواص نیمه­رسانا، این مواد را در ساخت لیزر­های نیمه­رسانا ممتاز می­کند. همچنین ظهور نیمه رساناها در علم الکترونیک انقلاب عظیمی را در این علم ایجاد کرده که اختراع رایانه یکی از دستاوردهای این انقلاب است.
ترانزیستور از پرکاربردترین و اصلی‌ترین عناصر در مدارات الکترونیکی و مجتمع می‌باشد. اگر نوع pرا با نوع n و دوباره با نوع p پیوند دهیم، عنصر به دست آمده ترانزیستور p n p نام خواهد داشت. برعکس اگر اگر نوع n را با نوع pو دوباره با نوع n پیوند دهیم، عنصر به دست آمده ترانزیستور n p n نام خواهد داشت که بیشتر از ترانزیستور p n p در صنعت کاربرد دارد.
باتری خورشیدی که از نیمه­رسانا ساخته می­شود، یک قطعه الکترونیکی است که انرژی خورشیدی را مستقیماً توسط اثر فوتوالکتریک به الکتریسته تبدیل می­کند. از دیگر کاربردهای نیمه­رسانا ساخت دیود است. دیود قطعه الکترونیکی است که از پیوند نیمه­رسانای نوع n با نوع p بدست می‌آید که خاصیت یکسوسازی آن بیش­ترین کاربرد را در الکترونیک دارد. در دیود هیچ تفاوتی بین این­که نوع pرا با نوع nپیوند دهیم یا نوع nرا با نوع p پیوند دهیم وجود ندارد و در هر صورت عنصر بدست آمده دیود خواهد بود.
1-4- بور (B)
برای اولین باردر سال 1808 دیوی، گیلوساک و تنارد ]1[ توانستند بور را از ترکیباتش بدستآورند. پس از آن در سال 1892 مواسان توانست نمونه­ای از بور با خلوص 95 تا 98 درصد را به کمک منیزیم تهیه کند و تنها چندی قبل بود که با استفاده ازروش های نوین بور بسیار خالص با خلوص 99/99 درصد به بالا بدست آمد.
بور اولین عنصرگروه سوم است که دارای عدد اتمی 5 می باشد. این عنصر نیمه­رسانا بوده و خاصیتشیمیایی آن با هم گروهی­های خود بسیار متفاوت است. نخستین انرژی یونیزاسیونبور نسبتاً بالا بوده، دومین و سومین انرژی یونیزاسیون بسیار بالاست،بنابراین انرژی لازم برای تشکیل یون بور سه مثبت بسیار بیشتر از آن است کهتوسط انرژی شبکه تأمین گردد.
در نتیجه شیمی بور کاملاً کووالانسی بوده و از دست دادن الکترون در آن نقشی ندارد. ترکیباتبور بیشتر از آن که شبیه ترکیبات سایر عناصر هم گروهی خود باشد شبیه بهترکیبات کربن و سیلیسیم است.
 
بور ترکیباتنسبتاً پایداری با عناصر اکسیژن، نیتروژن و بیشتر فلزات تشکیل می­دهد و به همیندلیل است که تهیه بور خالص با دشواری همراه است.
بور یکنیمه رساناست و از لحاظ شیمیایی می­توان آن را در دسته غیرفلزها طبقه بندینمود. همانطور که گفته شد شیمی بور با شیمی سایر اعضاء هم گروهی خود متفاوتبوده و بیشتر به شیمی سیلیسیم شباهت دارد.
بور فراوانیزیادی در طبیعت ندارد، معدن­های عمده رسوبات بور بیشتر در مناطق آتشفشانی وچشمه­های آب گرم قرار دارند. با این توصیف انتظار می­رود که در ایران دردامنه­های دماوند و سبلان و در رشته کوههای البرز و زاگرس معادن بورناشناخته زیادی وجود داشته باشد.
بور با خلوص 95 تا 98 درصد را می­توان توسط گرمایش پودرMgبا B2O3بدست آورد.محصول بدست آمده را ابتدا با قلیا و بعد با اسید کلریدریک و در نهایت با اسیدفلوئوریدریک به شدت می­شویند. این بور به دست آمده بی شکل، به صورتپودر تیره رنگ بوده و ممکن است بلورهای بسیار ریز بور در آن یافت شود. البته مقداری اکسید و بورید نیز در آن وجود دارد.
بور طبیعی دارایدو ایزوتوپ 10B با فراوانی 6/19% و 11B با فراوانی 4/80% است و همچنیندو آلوتروپ از آن بسیار شناخته شده­تر هستند.
ترکیب­هایی ازبور برای درمان درد مفاصل به کار می رود. هم چنین چون بورهیدریدها به آسانیاکسید شده و انرژی زیادی آزاد می کنند از آنها گاهی بهعنوان سوخت موشکاستفاده می­شود.
ترکیب­های بوردر لعاب دادن و میناکاری ظروف چینی به کار می­روند. همچنین در تهیه کودها وعلف کش­ها، در دباغی چرم (قهوه­ای کردن چرم)، کنترل خوردگی، ابزارهایردیابی نوترون، به عنوان محافظ در برابر تابش­های هسته ای، در پاک کننده­ها، صابون­ها، شوینده­ها و مواد آرایشی کاربرد بسیار وسیعی دارند.
1-5- ترکیبات بور
ترکیبات بور خانواده­ای از ترکیبات به شکلBX(X=N, P, As, Sb)را تشکیل می­دهند، بطوری که X یکی از عناصر گروه V جدول تناوبی می­باشد. این ترکیبات متعلق به خانواده­ای هستند که خواص مشابهی از خود نشان می­دهند، اما به تدریج این خواص با افزایش عدد اتمی اتم­ها تغییر می یابند. به عنوان مثال همگی آنها دارای ساختار بلورین بلند روی (ZB) با مختصات تتراهدرال می­باشند، دارای هیبریداسیون هستند و ساختار الکترونی مشابهی دارند.
ترکیبات بور به دلیل خواص منحصر به فرد و متفاوت با دیگر ترکیبات گروه III-V در سال­های اخیر به عنوان نیمه­رساناهای با گاف انرژی بالا، مورد توجه خاص پژوهشگران قرار گرفته­اند.
 
هدایت گرمایی بالا، چگالی پایین و گاف انرژی عریض از مشخصه­های بارز این ترکیبات به شمار می­روند که موجب کاربرد وسیع این ترکیبات در صنایع الکترونیک واپتوالکترونیک شده­اند.
ترکیبات دوتایی و همچنین سه­تایی و چهارتایی نیمه رساناها برای کاربردهای ویژه­ای استفاده می­شوند، بنابراین بیشتر نیمه­رساناها شامل آلیاژهایی با سه عنصر یا بیشتر می­باشند. در گروه III-V ترکیبات BN، BSb، BP و BAs از جمله نیمه­رساناهایی هستند که دارای ویژگی­های فیزیکی و اپتیکی سودمندی هستند. نتایج تجربی نشان می­دهند که نیمه­رساناهای BN، BSb، BP و BAsدر فاز تعادلی بلند روی(ZB) قرار دارند. همچنین چگالی حالتها و چگالی ابرالکترونی BSb و BP در فاز مکعبی (ZB) بررسی شده است و نتایج بدست آمده وجود یک گاف انرژی غیرمستقیم را در این فاز برای این ترکیبات نشان می­دهد که دلیلی بر نیمه­رسانا بودن آن­ها است.
1-6- بررسی مطالعات تجربی و نظری ترکیبات BP و BSb
نیم­رساناهای گروه II-IVو III-V از جمله نیم­رساناهای گاف پهن هستند که ویژگی این ترکیبات و آلیاژهای آنها از دهه­ی 70 میلادی به بعد مورد بررسی قرار گرفت. نیم­رساناها با پهنای گاف انرژی زیاد برای ساخت دیودها و لیزرهای با نوردهی در ناحیه بنفش، آبی و سبز و نیز کارایی آنها در الکترونیک دمای بالا، همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. به ویژه نیم­رساناهای گروه III-Vبرای توسعه قطعات اپتو­الکترونیکی آبی/فرابنفش توجه زیادی را به خود جلب کرده­اند، که این مهم به دلیل موفقیت­های تاکامورا و همکارانش ]2[ در ساخت چشمه­های لیزر نیم­رسانای آبی است.
نیم­رساناهای BSb و BP از جمله نیم­رساناهایی هستند که دارای ویژگی­های فیزیکی و اپتیکی سودمندی هستند. نیم­رساناهایی مانند BSb، BP، BAs و... بیش از هشتاد درصد بازار نیم­رساناهای ترکیبی را در اختیار دارند، لذا پروژه­های تحقیقاتی فراوانی در این زمینه انجام گرفته است. یکی از اهداف مهم در پروژه­های تحقیقاتی رسیدن به بازده نوری بالا به منظور جایگزینی دستگاههای نوری فعلی با نسل جدید منابع نوری بر پایه­ی LED می­باشد. هر چند رشد ترکیبات BSb و BP به دلیل متفاوت بودن پارامترهای شبکه، مشکل است و هنوز نمونه رضایت بخشی از آن ارائه نشده است، ولی این ساختارها از دیدگاه­های مختلف نظری مورد مطالعه است که نتایج حاصله می­تواند برای پژوهشگرانی که در زمینه­ی رشد این گروه از نیم­رساناها فعالیت دارند، مفید باشد.
همچنین زونگر و همکارانش ]3[ به مطالعه و بررسی خواص ساختاری و الکترونی و ترمودینامیکی آلیاژهای BNxSb1-x ، BPxSb1-xوBAsxSb1-xپرداخته­اند.
اخیراً نیز اکبرزاده وهمکارانش ]4[ خواص ترمودینامیکی و الکترونیکی عناصرBP و BAs را مورد بررسی قرار داده­اند.
 
آن­ها اثرتغییرناخالصی را با تغییر عدد xبر روی مقادیر ثابت شبکه، مدول حجمی و گاف نواری مورد بررسی قرارداد­ه­اند.
شکل­های (1-1) و (1-2) به ترتیب نمودارهای مقایسه­ی مقادیر ثابت شبکه و مدول حجمی آلیاژهایBNxP1-x و BNxAs1-x که توسط اکبرزاده و همکارانش محاسبه شده، نشان داده شده است.
 

👇 تصادفی👇

دانلود پلاگین اضافه کردن دکمه ماژول در مطلب جوملا 2.5 و 3.0كتاب آموزش زبان بدن (چگونه افكار ديگران را بخوانيم)تحقیق درباره نقش روابط عمومي ها در تحقق اصل حق دسترسي آزادانه به اطلاعات در نظام هاي دموكراسيازمون ایین راهنمایی و رانندگیخلاصه کتاب13 اشتباه مهلک مدیران وطریقه اجتناب از آنهانگاهي مختصر به سير تدوين معاجم و واژه‌نامه‌هاي عربي به عربي از قبل از اسلام تاكنوندسته بندی تکنیک های تصمیم گیری چند معیاره گسسته (MADM)آدن و آدم ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword

خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword

دانلود خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword

خرید اینترنتی خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی آلیاژهای BPxSb1-x با استفاده از نظریه تابعی چگالیword

👇🏞 تصاویر 🏞