Микроскопические термодинамические модели квазибинарных полупроводниковых твердых растворов
Представлен обзор микроскопических моделей, описывающих термодинамику полупроводниковых квазибинарных твердых растворов типа А3В5 и А2В6. Проанализированы основные существующие на настоящее время подходы. Структурная модель с тетраэдром в качестве основного кластера, учитывающая релаксацию только центрального атома, отличается от более ранних моделей способом оценки избыточной свободной энергии, что дает возможность оценивать неправильность твердых растворов более объективным способом. Такая структурная модель дает завышенные результаты при построении фазовых диаграмм, так как при этом пренебрегают релаксацией более высокого порядка. Модель с бóльшими по размеру кластерами в качестве основных, учитывающая релаксацию до второй координационной сферы, дает в ряде случаев хорошее согласие с экспериментальными результатами, но приводит к достаточно сложным и громоздким вычислениям полной энергии системы. В модели бесконечного беспорядочного твердого раствора в виде сверхячейки с периодичными граничными условиями представлены результаты для усредненных расстояний до первых и вторых ближайших соседей и ширины распределения связей для первых ближайших соседей для материалов III–V и II–VI групп. Приведено сравнение расчетных фазовых диаграмм с экспериментально определенными областями несмешиваемости.
Авторы: И. А. Черемухина
Направление: Физика
Ключевые слова: Твердый раствор, кластер, координационная сфера, ближний порядок, энтальпия смешения, энтропия, фазовая диаграмма
Открыть полный текст статьи