Теоретические подходы к расчету термодинамики квазибинарных полупроводниковых твердых растворов
Представлен обзор и анализ теоретических подходов к описанию термодинамики полупроводниковых твердых растворов типа А3В5 и А2В6. Рассмотрены существующие в настоящее время феноменологические модели: приближение виртуального кристалла; приближение регулярного раствора; модель субрегулярного раствора; модель «дельта-параметра решетки». Показано, что в большинстве случаев феноменологические методы являются неудовлетворительными. Проанализированы более перспективные микроскопические модели твердого раствора: наиболее простая структурная модель с тетраэдром в качестве основного кластера; модель с бóльшими по размеру кластерами в качестве основных; модель бесконечного беспорядочного твердого раствора в виде сверхячейки с периодичными граничными условиями. Основными подходами для расчета внутренней энергии системы являются самосогласованные расчеты по первым принципам с использованием механизма теории плотности функции и приближение поля валентных сил Мартина–Китинга, а также теоретические методы расчета приближенного выражения для энтропии смешения, основанные на квазихимическом приближении Гугенгейма и вариационном методе кластеров Кикучи.
Авторы: И. А. Черемухина
Направление: Физические явления в твердых телах, жидкостях и газах
Ключевые слова: Твердый раствор, зона несмешиваемости, свободная энергия смешения, энтропия смешения, внутренняя релаксация, основной кластер, тетраэдрическая конфигурация, корреляция ближнего порядка
Открыть полный текст статьи