Estiramiento de enlaces y fuerza de flexión de enlaces constante de semiconductores tetraédricos binarios

Introducción

Los semiconductores coordinados tetraédricamente del químico para MULA AN B8 -N se han estudiado ampliamente debido a su importancia técnica y científica. La mayoría de los semiconductores que se utilizan en la industria microelectrónica moderna tener la estructura cristalográfica de Zincblende. Los cristales con la estructura de Zincblende van desde minerales de hierro crudo y zinc hasta semiconductores GaN y BN artificiales. La naturaleza omni triangulada particular en la estructura atómica les da a estos Materiales propiedades físicas únicas. Se ha realizado una cantidad considerable de trabajo experimental y teórico durante los últimos años en las propiedades estructurales, mecánicas y ópticas de la mezcla de zinc (AIIIBV y AIIBVI) semiconductores [1–4]. La constante de fuerza de estiramiento de enlace (α en N/M) y constante de fuerza de flexión de enlace (β en N/M) de semiconductores tetraédricos ha sido un parámetro importante para estudiar porque estos semiconductores tienen potencial Aplicaciones en una variedad de dispositivos electrónicos OPTO, como circuitos integrados, detectores, láseres, diodos emisores de luz, moduladores y filtros. Usando el modelo de campo de fuerza de valencia de Keating [5], las propiedades elásticas del zinc Martin [6] y varios otros investigadores han analizado los sólidos Blende con unaesteritestructura. Se han obtenido una cantidad considerable de discrepancias entre la teoría y el experimento en la evaluación de los modos vibratorios en el Base de los parámetros del modelo derivados de datos constantes elásticos. Actualmente, hay datos constantes elásticos más confiables disponibles que difieren parcialmente de los obtenidos por Martin [6]. Según el análisis de Martin, la contribución de La fuerza de Coulomb a las constantes elásticas se ha descrito en términos de la carga efectiva macroscópica que es responsable de la división de modos ópticos transversales y longitudinales. Lucovsky et al. [9], ha señalado que el La relación de Martin es incorrecta y que la contribución de las fuerzas de Coulomb a las constantes elásticas y las frecuencias ópticas transversales debe describirse en términos de la carga efectiva localizada que difiere de la macroscópica cargo efectivo. Neumann [10–14] ha extendido el modelo de keating considerando una carga efectiva localizada para explicar la fuerza de coulomb de largo alcance y la interacción dipolo -dipolo en el análisis de las propiedades vibratorias de binarias y ternarias Compuestos con una sphaleritestructura. Neumann [10-14] ha tomado valores experimentales de ionicidad de enlace (Fi) [8], para determinar la constante asociada con las ecuaciones. Karch y Bechstedt han dado los cálculos ab initio para la dinámica de la red para los semiconductores BN y ALN [15]. Kumar [16] ha extendido el modelo de Neumann en términos de energía de plasmón de los sólidos, porque, La energía del plasmón depende del número de electrones de valencia. Los conceptos teóricos como la valencia, los radios empíricos, la electronegatividad, la ionicidad y la energía de plasmón son entonces útiles [17,18]. Estos conceptos están directamente asociados con el El carácter del enlace químico y, por lo tanto, proporciona medios para explicar y clasificar muchas propiedades básicas de moléculas y sólidos.

Recientemente, el autor [19-24] ha calculado las propiedades electrónicas, mecánicas y ópticas con la ayuda de la teoría de sólidos de carga iónica. Esto se debe al hecho de que la carga iónica depende del número de electrones de valencia, que cambia cuando un metal forma un compuesto. Por lo tanto, pensamos que sería de interés dar una explicación alternativa de la fuerza de estiramiento de enlace constante (α en N/M) y la fuerza de flexión de enlace constante (β en N/M) de Zinc Blende (AIIIBV y AIIBVI) sólidos estructurados.

La teoría, los resultados y el estiramiento de enlaces de discusión (α) y la flexión de la fuerza de enlace (β) constante de la constante de la distancia del vecino más cercano obtenido de los datos de vibración de la red. Tales potenciales tienen la ventaja de mantener el repulsivo y fuerzas atractivas en la misma forma matemática. Neu Main [10–14] y Harrison [25,26] se han descrito la forma más simple de potencial interatómico. Se ha asumido que ambos autores son las partes repulsivas y atractivas de El potencial interómico se describe mediante la ley de poder de la distancia vecina más cercana (D). Esta forma de potencial para la energía total por par de átomo se puede escribir como [11] donde αO y X son constantes. La otra forma de potencial se basa en el potencial de Morse. En este tipo de potencial, los términos repulsivos y atractivos se describen mediante funciones exponenciales de la distancia vecina más cercana. El general La forma de potencial de Morse viene dada por [11] Fig. 1. En la gráfica de log (α en n/m) y log d3, aiii bv semiconductores se encuentran en una línea casi paralela a la línea para los semiconductores AII BVI, que depende del producto de las cargas iónicas. En esta figura todos los enlaces experimentales Los valores constantes de la fuerza de estiramiento se toman de [10,11]. donde C y D son constantes, que dependen de las estructuras de cristal y D es la distancia de los neweighbour más cercanos en Å. Z1 y Z2 son las cargas iónicas en el catión y el anión, respectivamente.

Donde A y S son constantes y el valor de las constantes son 410 y 0.2, respectivamente. Z1 y Z2 son la carga iónica en el catión y el anión, respectivamente, y D es la distancia vecina más cercana en Å. Ionicidad del enlace A - B en el AIIIBV y AIIBVI Semiconductores.

En las Eqs anteriores. (5) y (6), α está en N/M en E V. Beause, la energía de plasmón depende del número de electrones de valencia y la carga iónica también depende del número de electrones de valencia, que cambia cuando un metal forma una libra . Él Fuerza de estiramiento de enlace constante (α) de AIIIBV y AIIBVI

Usando los valores informados de FI [27,28], Neumann [10] ha trazado un gráfico entre β/α y (1 - Fi) y se ha obtenido una relación lineal entre ellos. Basado en el ajuste mínimo cuadrado de los puntos de datos, la siguiente relación ha sido Los semiconductores obtenidos exhiben una relación lineal cuando se trazan contra la distancia vecina más cercana, pero caen en diferentes líneas rectas de acuerdo con el producto de carga iónica de los compuestos, que se presenta en la Fig. 1. Observamos que en la parcela de la fuerza de estiramiento de enlace constante (α) y la distancia del vecino más cercano; Los semiconductores AIIIBV se encuentran en línea casi paralelos a la línea para los semiconductores AIIBVI. De la Fig. 1 es bastante obvio que el enlace Las tendencias constantes de la fuerza de estiramiento (α) en estos compuestos disminuyen con el aumento de la distancia del vecino más cercano y caen en diferentes líneas rectas de acuerdo con el producto de carga iónica de las comunidades.

En el trabajo anterior, [19-24], propusimos expresiones simples para las propiedades estructurales, electrónicas, ópticas y mecánicas como las constantes de la red (a), las brechas de energía heteropolar (EC), Aver Lagunas de energía de edad (por ejemplo), ionicidad cristalina (FI), constante dieléctrica (ε∞), susceptibilidad electrónica (χ), energía cohesiva (ECOH), módulo a granel Donde βO = 0.28 ± 0.01 es la constante de proporcionalidad.

En la investigación anterior, ya hemos definido que la ionicidad de cristal depende del producto de la carga iónica y la distancia vecina más cercana [21]. La fuerza de flexión de enlace constante (β) de los semiconductores AIIIBV y AIIBVI exhibe un lineal Relación cuando se traza contra la distancia del vecino más cercano, pero cae en diferentes líneas rectas de acuerdo con el producto de carga iónica de las comunidades, que se presenta en la Fig. 2. Observamos que en la parcela de la fuerza de flexión de los enlaces Distancia constante (β) y vecina más cercana; Los semiconductores AIIIBV se encuentran en línea casi paralelos a la línea para los semiconductores AIIBVI. De la Fig. 2 es bastante obvio que la fuerza de flexión de enlaces constante (β) tendencias en estos Los compuestos disminuyen con el aumento de la distancia del vecino más cercano y caen en diferentes líneas rectas de acuerdo con el producto de carga iónica de los compuestos. Según nuestra investigación anterior [21] y la Fig. 2, y Anión, respectivamente, y D es la distancia vecina más cercana en Å.

Una discusión detallada de la fuerza interómica para estos materiales se ha dado en otra parte [5-16] y no se presentará aquí. Usando Eqs. (10) y (12) la constante de la fuerza atómica para los semiconductores AIIBVI y AIIIBV ha sido calculado. Los resultados se envían en la Tabla 1. Los valores calculados están en buen acuerdo con los valores informados por los investigadores anteriores [10,11,16].

Conclusión

Llegamos a la conclusión de que el producto de las cargas iónicas de cualquier compuesto es un parámetro clave para calcular las propiedades físicas. La constante de la fuerza intermedia de estos materiales está versamente relacionada con la distancia del vecino más cercano y Depende directamente del producto de cargos iónicos. De las figs. 1 y 2 observamos que los puntos de datos para los semiconductores AIIIBV caen en una línea casi paralela a la línea para los semiconductores AIIBVI, lo que significa que la unión iónica domina todos estos compuestos. También es digno de mención que la relación empírica propuesta es más simple ampliamente aplicable y los valores están en mejor de acuerdo con los datos experimentales en comparación con la relación empírica propuesta por previa Investigadores [5–16]. Hemos tenido un éxito razonable en calcular constante de fuerza de estiramiento de enlaces (α en N/M) y constante de fuerza de flexión de enlaces (β en N/M) utilizando el producto de cargas iónicas y la distancia vecina más cercana del Materiales para cristales de mezcla de zinc．