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Constante de alongamento e flexão de ligação de semicondutores tetraédricos binários B
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Constante de alongamento e flexão de ligação de semicondutores tetraédricos binários B

Número Browse:21     Autor:editor do site     Publicar Time: 2018-09-19      Origem:alimentado

Inquérito

Introdução


Semicondutores tetraédricos coordenados da fórmula química AN B8−N têm sido extensivamente estudados devido à sua importância técnica e científica.A maioria dos semicondutores usados ​​na moderna indústria microeletrônica possuem a estrutura cristalográfica da zincblenda.Os cristais com estrutura zincblenda variam de minerais brutos de ferro e zinco a semicondutores artificiais de GaN e BN.A natureza particular omnitriangulada na estrutura atômica dá a estes propriedades físicas únicas dos materiais.Uma quantidade considerável de trabalhos experimentais e teóricos foi realizada durante os últimos anos sobre as propriedades estruturais, mecânicas e ópticas da mistura de zinco (AIIIBV e AIIBVI). semicondutores [1–4].A constante de força de estiramento de ligação (α em N/m) e a constante de força de flexão de ligação (β em N/m) de semicondutores tetraédricos têm sido um parâmetro importante a ser estudado porque esses semicondutores têm potencial aplicações em uma variedade de dispositivos optoeletrônicos, como circuitos integrados, detectores, lasers, diodos emissores de luz, moduladores e filtros.Usando o modelo de campo de força de valência de Keating [5], as propriedades elásticas do zinco sólidos blende com estrutura esfalerita foram analisados ​​por Martin [6] e vários outros pesquisadores [7,8].Uma quantidade considerável de discrepâncias foi obtida entre a teoria e a experiência na avaliação dos modos vibracionais no com base nos parâmetros do modelo derivados de dados de constante elástica.Atualmente, estão disponíveis dados de constante elástica mais confiáveis, que diferem parcialmente daqueles obtidos por Martin [6].De acordo com a análise de Martin, a contribuição de A força de Coulomb para as constantes elásticas foi descrita em termos da carga efetiva macroscópica que é responsável pela divisão dos modos ópticos transversais e longitudinais.Lucovsky et al.[9], destacou que o A relação de Martin está incorreta e que a contribuição das forças de Coulomb para as constantes elásticas e as frequências ópticas transversais deve ser descrita em termos da carga efetiva localizada que difere da carga macroscópica cobrança efetiva.Neumann [10–14] estendeu o modelo de Keating considerando a carga efetiva localizada para levar em conta a força de Coulomb de longo alcance e a interação dipolo-dipolo na análise das propriedades vibracionais de sistemas binários e ternários. compostos com estrutura esfalerita.Neumann [10–14] tomou valores experimentais de ionicidade de ligação (fi) [8], para determinar a constante associada com as equações.Os cálculos ab initio para dinâmica de rede para semicondutores BN e AlN foram fornecidos por Karch e Bechstedt [15].Kumar [16] estendeu o modelo de Neumann em termos de energia plasmônica dos sólidos, porque, a energia do plasmon depende do número de elétrons de valência.Conceitos teóricos como valência, raios empíricos, eletronegatividade, ionicidade e energia plasmônica são então úteis [17,18].Esses conceitos estão diretamente associados ao caráter da ligação química e, assim, fornecer meios para explicar e classificar muitas propriedades básicas de moléculas e sólidos.


Recentemente, o autor [19–24] calculou as propriedades eletrônicas, mecânicas e ópticas com a ajuda da teoria da carga iônica dos sólidos.Isto se deve ao fato de que a carga iônica depende do número de elétrons de valência, que muda quando um metal forma um composto.Portanto, pensamos que seria interessante fornecer uma explicação alternativa para a constante de força de estiramento de ligação (α em N/m) e a constante de força de flexão de ligação (β em N/m) de sólidos estruturados de mistura de zinco (AIIIBV e AIIBVI).

Alongamento e flexão de títulos (1)


Teoria, resultados e discussão constante de força de alongamento de ligação (α) e flexão de ligação (β) dependem da distância do vizinho mais próximo obtida a partir de dados de vibração da rede.Tais potenciais têm a vantagem de manter os aspectos repulsivos e forças atrativas na mesma forma matemática.Neu main [10–14] e Harrison [25,26] descreveram a forma mais simples de potencial interatômico.Ambos os autores presumiram que tanto as partes repulsivas quanto as atrativas do potenciais interatômicos são descritos pela lei de potência da distância do vizinho mais próximo (d).Esta forma de potencial para a energia total por par de átomo pode ser escrita como [11] onde αo e x são constantes.A outra forma de potencial é baseada no potencial de Morse.Neste tipo de potencial tanto os termos repulsivos quanto os termos atrativos são descritos por funções exponenciais da distância do vizinho mais próximo.O geral a forma do potencial Morse é dada por [11] 1. No gráfico de log (α em N/m) e log d3, os semicondutores AIII BV ficam em uma linha quase paralela à linha dos semicondutores AII BVI, que depende do produto das cargas iônicas.Nesta figura todas as ligações experimentais os valores constantes da força de alongamento são retirados de [10,11]. onde C e D são constantes, que dependem das estruturas cristalinas e d é a distância do vizinho mais próximo em Å.Z1 e Z2 são as cargas iônicas do cátion e do ânion, respectivamente.


Onde A e S são constantes e os valores das constantes são 410 e 0,2, respectivamente.Z1 e Z2 são a carga iônica do cátion e do ânion, respectivamente, e d é a distância do vizinho mais próximo em Å.Ionicidade da ligação A – B no Semicondutores AIIIBV e AIIBVI.


Nas equações acima.(5) e (6), α está em N/m em e V. Beause, a energia plasmônica depende do número de elétrons de valência e a carga iônica também depende do número de elétrons de valência, que muda quando um metal forma um composto .O constante de força de alongamento de ligação (α) de AIIIBV e AIIBVI


Usando os valores relatados de fi [27,28], Neumann [10] traçou um gráfico entre β/α e (1 − fi ) e uma relação linear foi obtida entre eles.Com base no ajuste de mínimos quadrados dos pontos de dados, a seguinte relação foi os semicondutores obtidos exibem uma relação linear quando plotados em relação à distância do vizinho mais próximo, mas caem em linhas retas diferentes de acordo com o produto de carga iônica dos compostos, que é apresentado na Fig. isso no gráfico da constante de força de alongamento da ligação (α) e da distância do vizinho mais próximo;os semicondutores AIIIBV ficam em linha quase paralelos à linha dos semicondutores AIIBVI.Na Fig. 1 é bastante óbvio que a ligação As tendências da constante de força de estiramento (α) nesses compostos diminuem com o aumento da distância do vizinho mais próximo e caem em diferentes linhas retas de acordo com o produto da carga iônica dos compostos.


No trabalho anterior, [19–24], propusemos expressões simples para as propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e mecânicas, como constantes de rede (a), intervalos de energia heteropolar (Ec ), média intervalos de energia de idade (Eg), ionicidade cristalina (fi), constante dielétrica (ε∞), suscetibilidade eletrônica (χ), energia coesiva (Ecoh), módulo de volume Onde βo = 0,28 ± 0,01 é a constante de proporcionalidade.


Na pesquisa anterior já definimos que a ionicidade do cristal fi depende do produto da carga iônica e da distância do vizinho mais próximo [21].A constante de força de flexão de ligação (β) dos semicondutores AIIIBV e AIIBVI exibe um linear relação quando plotada em relação à distância do vizinho mais próximo, mas cai em diferentes linhas retas de acordo com o produto da carga iônica dos compostos, que é apresentado na Fig. 2. Observamos que no gráfico da força de flexão da ligação constante (β) e distância do vizinho mais próximo;os semicondutores AIIIBV ficam em linha quase paralelos à linha dos semicondutores AIIBVI.A partir da Fig. 2 é bastante óbvio que a constante da força de flexão de ligação (β) tende nestes compostos diminui com o aumento da distância do vizinho mais próximo e caem em diferentes linhas retas de acordo com o produto da carga iônica dos compostos.De acordo com nossa pesquisa anterior [21] e Fig. 2, e ânion, respectivamente, e d é a distância do vizinho mais próximo em Å.

Alongamento e flexão de títulos (2)


Uma discussão detalhada da força interatômica para esses materiais foi dada em outro lugar [5–16] e não será apresentada aqui.Usando as Eqs.(10) e (12) constante de força interatômica para semicondutores AIIBVI e AIIIBV foi calculado.Os resultados são apresentados na Tabela 1. Os valores calculados estão de acordo com os valores relatados por pesquisadores anteriores [10,11,16].


Conclusão


Chegamos à conclusão de que o produto das cargas iônicas de qualquer composto é um parâmetro chave para o cálculo das propriedades físicas.A constante de força interatômica desses materiais está inversamente relacionada à distância do vizinho mais próximo e depende diretamente do produto das cargas iônicas.Das Figs.1 e 2, observamos que os pontos de dados para os semicondutores AIIIBV caem em uma linha quase paralela à linha para os semicondutores AIIBVI, o que significa que a ligação iônica domina todos esses compostos.É digno de nota também que a relação empírica proposta é mais simples e amplamente aplicável e os valores estão em melhor concordância com os dados do experimento em comparação com a relação empírica proposta por anteriores pesquisadores [5–16].Tivemos sucesso razoável no cálculo da constante de força de estiramento de ligação (α em N/m) e da constante de força de flexão de ligação (β em N/m) usando o produto de cargas iônicas e a distância do vizinho mais próximo do materiais para cristais de mistura de zinco.

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