حساب دالة توزيع الإلكترونات لشبه الموصل المركب GaAs عند المجالات المنخفضة

الباحث

نورة انور محمد جميل آل عباس

المشرف

علي عباس محمد صالح آل آغا

الجامعة

جامعة الموصل

الكلية / القسم

كلية التربية للعلوم الصرفة / قسم الفيزياء

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

عربي

الكلمات المفتاحية

أشباه الموصلات ; ارسنيد الكاليوم ; دالة التوزيع ; معادلة بولتزمان

تم في هذه الدراسة، حساب دالة التوزيع لشبه الموصل المركب ارسنيد الكاليوم GaAs باستعمال معادلة بولتزمان شبه الكلاسيكية لانتفال حاملات الشحنة (الإلكترونات) في منخفض الطاقة المركزي(000) '] ولمدى من المجالات الكهريائية الواطئة م0.3-1(15) نسبة الى مجال الفعال E9=5.95kV/cm يتطلب الحصول على Alla التوزيع GIS كفاءة عالية بناء تقنية تجمع بين الطريقة التحليلية والطريقة العددية لحل معادلة الانتقال لبولتزمان. إذ تم استعمال الطريقة التحليلية المتضمنة متعددة حدود لاجندر والتي تضمنت إدخال تأثير الاستطارة البصرية القطبية كألية استطارة أساسية فضلا عن تأثير تركيب حزمة الطاقة غير المتكافئة ذات السطوح الطاقة الكروية في منخفض الطاقة المركزي. المعادلة الناتجة هي معادلة تفاضلية جزئية من الدرجة الثانية تم حلها عدديا بعد إجراء عملية فصل المتغيرات باستخدام طريقة المصفوفة المباشرة في فضاء الطاقة. تم حل هذه المعادلة باستعمال برنامج MATLAB ويمكن استخدام دالة التوزيع الناتجة في حساب معدل طاقة الكترون وسرعة انجراف كدالتين للمجالات الواطئة المسلطة. Gus تم بناء منظومة ذات أبعاد ،360x360 إذ كان معدل التغيير في الطاقة 0.001 -AG= تم اختبار المنظومة بتسليط مجالات كهريائية منخفضة وكانت dla التوزيع توزيع ماكسويل عند المجالات الكهربائية المدروسة. كما تم دراسة خواص الانتقال للإلكترونات والتي تتضمن حساب معدل طاقة الإلكترونات كدالة للمجال الكهريائي الواطئ إذ كان التغير في معدل الطاقة للإلكترونات طفيفة جدا. وتم أيضا حساب سرعة انجراف كدالة للمجالات الواطئة عند درجة حرارة الغرفة وعند درجات حرارة منخفضة فان سرعة الانجراف الالكترون تتأثر بتغير المجال وتزداد زيادة خطية Gave هذا المدى من المجالات الواطئة ولوحظ أن منحنى سرعة الانجراف مع المجال يسلك نفس السلوك لجميع درجات الحرارة المنخفضة. j جدول المحتوبات ee م سسا لك" إسو شعن ل ]| ث )| ee ديول د | خخ ا مم امي اك ee eo oe Pat ces سرعة الانجاف كالة لمجال في pane] 4-5 ١ 2 إمصت 00 ]|08 ت جدول الاشكال اه الصفحة اسم منحني تركيز اللالكترونات التوصيل مع مقلوب درجات الحرارة المختلفة ومنحني ١ ١ 2-1 توصيلية مع مقلوب درجات الحرارة 14 as il] -2 البلوري لكل من 2- تركيب الماس -b (Diamond) تركيب المشبك . . 707 17 الخارصيني Wurtzite -c منطقة بربليون الأولى لكل من A بلورات ذات تركيب الماس وتركيب المشبك الخارصيني ثلاثي الابعاد Db لشبيكة مربعة في بعدين. 18 2-4 | مخطط حزم الطاقة ل Gas موضحا فيها العالقة بين الطاقة ومتجه الموجة لمنخفض | ور الطاقة المركزي '1 ومنخفضات الطاقة الثانوية X 5 L 2-5 مخطط حزم الطاقة لشبه الموصل ذات فجوة الطاقة المباشرة GaAs وفجوة الطاقة ae . 23 الغير مباشرة.51 الكتلة الفعالة للإلكترون منحني الطاقة - متجه الموجة ذات تركيب المشبك الخارصيني 77 |سطوح الطاقة الثابتة التي تصف تركيب حزمة التوصيل لكل من a: -السليكون -b 32 ارسنيد الكاليوم GaAs 2-8 مخطط الطاقة الزخم يوضح استطارة بين منخفضات الطاقة غير المتكافئة بواسطة 37 امتصاص وانبعاث الفونون على امتداد اتجاهات <111> لارسنايد الكاليوم ث

A In this study, distribution function of the compound semiconductor gallium arsenide GaAs was calculated using the semi-classical Boltzmann equation for the transport of charge carriers (electrons) in the central low energy 〈000〉  and for a range of low electric fields (0.3-1)E0 relative to the effective field (E0 = 5.95Kv/cm). Obtaining a highly efficient distribution function requires building a technique that combines the analytical method and the numerical method to solve the Boltzmann transition equation. The analytical method involving the Legendre polynomial was used, which included the introduction the effect of polar optical scattering as a basic scattering mechanism in our work, in addition to the effect of non-parabolic band with spherical energy surfaces in the central valley. The resulting equation is a partial differential equation of the second order that has been solved numerically after performing the separation of variables using the direct matrix method in energy space. This equation has been solved using MATLAB program. The resulting distribution function can be used to calculate the electron energy rate and drift velocity as functions of the applied low fields. A system with dimensions of 360 × 360 was built, as the rate of change in energy Ɛ = 0.001. The system was tested by applying low electric fields, and the distribution function was a Maxwell distribution at the studied electric fields. The transition properties of the electrons were also studied, which includes calculating the average energy of electrons as a function of the low electric field, as the change in the average energy of electrons was very slight. The drift speed was also calculated as a function of the low domains at room temperature and at low temperatures, the electron drift speed is affected by the change of the field and increases linearly within this range of the low domains and exhibits the same behavior for all low temperatures. --- page 122 [OCR+] --- University of Mosul College of Educatıon For Pure Science Calculation of the Electrons Distribution Function for GaAs Compound Semiconductors at Low Fields Noora Anwar Mohammed Jamil Al Abbas M. Sc. Thesis Physics Supervised by Lec. Dr. Ali Abbas Mohammed Salih Al Agah 2023 A.D 1444 A.H [OCR of page] University of Mosul “ely College of Education SS For Pure Science Calculation of the Electrons Distribution Function for GaAs Compound Semiconductors at Low Fields Noora Anwar Mohammed Jamil Al Abbas M. Sc. Thesis Physics Supervised by Lec. Dr. Ali Abbas Mohammed Salih Al Agah 2023 A.D 1444 A.H --- page 123 [OCR+] --- Calculation of the Electrons Distribution Function for GaAs Compound Semiconductors at Low Fields A Thesis Submitted By Noora Anwar Mohammed Jamil Al Abbas To The Council of College of Educatıon for Pure Science University of Mosul in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of M. Sc. In Physics Supervised by Lec. Dr.Ali Abbas Mohammed Salih Al Agah 2023 A.D. 1444 A.H. [OCR of page] Calculation of the Electrons Distribution Function for GaAs Compound Semiconductors at Low Fields A Thesis Submitted By Noora Anwar Mohammed Jamil Al Abbas To The Council of College of Education for Pure Science University of Mosul in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of M. Sc. In Physics Supervised by Lec. Dr.Ali Abbas Mohammed Salih Al Agah 2023 A.D. 1444 A.H.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب