Материал: Fkhot_laba1_Kryukova

_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра микро- и наноэлектроники

отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «ФХОТ изделий электроники и наноэлектроники»

Тема: Моделирование диаграмм состояния полупроводниковых систем с неограниченной растворимостью компонентов в жидкой и твердой фазах

Санкт-Петербург

2020

Цель работы: Изучение фазовых равновесий в бинарных полупроводниковых системах с непрерывным твердым раствором методом компьютерного моделирования; расчет параметров межатомного взаимодействия; выбор моделей растворов, адекватно описывающих экспериментальную Т-х-проекцию диаграммы состояния.

Экспериментальные результаты и исходные данные

Система: InAs-AlAs

Таблица 1: Координаты точек линий ликвидуса и солидуса

Таблица 1: Исходные данные температур плавления и энтальпий плавления

Рис.1 Т-х проекция диаграммы состояния системы InAs-AlAs

Обработка результатов эксперимента

1. Приведем Т-х проекции диаграмм состояния (экспериментальной и теоретически рассчитанной), а также найденные значения параметров взаимодействия W_{l opt} и W_{s opt}:

T, К

Рис.2 Т-х проекция диаграммы состояния системы InAs-AlAs, построенная в среде LabView

Был произведен поиск более точного приближения параметров взаимодействия к оптимальным.

Рис.3 Т-х проекция диаграммы состояния системы, при найденных параметрах взаимодействия

Найдены следующие оптимальные параметры межатомного взаимодействия в жидком (W_l) и твердом (W_s) растворах:

;

2. Приведем Т-х проекции диаграмм состояния, построенные в соответствии с п.11 методических указаний

T, К

Рис.4 Т-х проекция диаграммы состояния системы InAs-AlAs, при найденных параметрах взаимодействия, отличающихся по знаку

При существенном изменении параметров W^s и W^l диаграмма состояния сильно отклоняется от теоретической кривой, что говорит о правильности нахождения оптимальных параметров.

Рис.5 Т-х проекция диаграммы состояния системы InAs-AlAs, при параметрах взаимодействия, равных нулю (модель идеального раствора)

3. Расчет и построение концентрационных зависимостей термодинамических функций смешения , , для твердого и жидкого растворов при .

Пусть .

Расчетные формулы:

,

,

,

; ; ; ; .

Пример расчета при :

По данным таблиц 3-4 построены графики концентрационных зависимостей для жидкого и твердого растворов, которые приведены на рисунках 6 и 7.

Таблица 3: Результаты расчета термодинамических функций смешения твердого р-ра

Рис.6 Графики концентрационных зависимостей для твердого раствора

Таблица 4: Результаты расчета термодинамических функций смешения жидкого р-ра

Рис.7 Графики концентрационных зависимостей для жидкого раствора

Таблица 5: Исходные данные для дальнейшего подсчета, построения графика

Расчетные формулы и пример расчета:

Таблица 6: Результаты расчета термодинамических функций для механической смеси