Изопараметрические линии пятикомпонентного твердого раствора AlGaInAsP/GaAs
Применение оптоволоконных датчиков в разных областях техники. Создание оптоволоконного датчика механических деформаций, принцип действия которого основывается на явлении интерференции. Расчеты изопараметрических линий пятикомпонентного твердого раствора.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.03.2018 |
| Размер файла | 150,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Южно-российский государственный технический университет
Волгодонский институт (филиал)
Изопараметрические линии пятикомпонентного твердого раствора AlGaInAsP/GaAs
к.т.н., доцент Сысоев Игорь Александрович
аспирант Астафьев Павел Анатольевич
аспирант Вялков Александр Сергеевич
аспирант Михайлов Андрей Александрович
Современная техника требует всё более широкого применения оптоволоконных датчиков в её различных областях. Перед нами стоит задача создания оптоволоконного датчика механических деформаций, принцип действия которого основывается на явлении интерференции. Этот датчик позволит с достаточно высокой точностью определять динамические нагрузки на контролируемый объект и, возникающие при этом, деформации.
В данной работе приведены расчеты изопараметрических линий пятикомпонентного твердого раствора, на базе которого будет получена структура с необходимыми свойствами для создания фотоприемников, работающих в окне прозрачности оптоволокна.
Для расчетов была выбрана структура из пяти компонентов AlGaInAsP, т.к. пятикомпонентная система обладает дополнительной степенью свободы относительно четырехкомпонентных и трёхкомпонентных структур благодаря введению дополнительного компонента, что позволяет получать структуры с более корректными характеристиками. Появляется возможность не только варьировать шириной запрещённой зоны, но и достаточно в широких пределах составов согласовывать слои по периоду решётки и коэффициенту температурного расширения [1].
В качестве материала подложки выбрана двухкомпонентная структура GaAs. Температура процесса выращивания структуры (Т=1007К) определена, исходя из температуры плавления подложки.
Расчет изопериодических линий произведён, принимая коэффициент температурного расширения (КТР) дб=0,05, при котором охлаждение структуры от температуры эпитаксии (T=1007К) до комнатной не приводит к несоответствию по параметру решетки более чем на величину коэффициента рассогласования периодов решеток подложки и слоя, да=0,001. При таком рассогласовании параметров подложки и слоя дислокации несоответствия могут еще не возникать [2].
Для выявления возможности получения изопериодных гетероструктур, согласованных по температурным коэффициентам линейного расширения, проведен анализ зависимости величин коэффициентов от состава твердого раствора. Изопараметрические линии получаются в результате решения системы уравнений (1) [3].
(1)
Использовав систему уравнений (1), определены значения мольных долей компонентов твердого раствора AlxGayIn1-x-yAszP1-z, изопериодных бинарной подложке GaAs, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1. Значение мольных долей компонентов твердого раствора AlxGayIn1-x-yAszP1-z, изопериодных бинарной подложке GaAs.
|
Мольная доля Ga (y) |
Мольная доля Al (x) |
Мольная доля As (z) |
|
|
0,1 |
0,45 |
0,05 |
|
|
0,65 |
0,45 |
||
|
0,85 |
0,85 |
||
|
0,2 |
0,35 |
0,05 |
|
|
0,55 |
0,45 |
||
|
0,75 |
0,85 |
||
|
0,3 |
0,25 |
0,05 |
|
|
0,45 |
0,46 |
||
|
0,65 |
0,85 |
||
|
0,4 |
0,15 |
0,05 |
|
|
0,35 |
0,46 |
||
|
0,55 |
0,86 |
||
|
0,5 |
0,05 |
0,05 |
|
|
0,25 |
0,47 |
||
|
0,45 |
0,87 |
||
|
0,6 |
0,05 |
0,26 |
|
|
0,25 |
0,67 |
||
|
0,35 |
0,87 |
||
|
0,7 |
0,05 |
0,47 |
|
|
0,15 |
0,68 |
||
|
0,25 |
0,88 |
||
|
0,8 |
0,05 |
0,68 |
|
|
0,1 |
0,78 |
||
|
0,15 |
0,89 |
||
|
0,9 |
0,01 |
0,81 |
|
|
0,05 |
0,89 |
||
|
0,09 |
0,97 |
Из таблицы 1 видно, что с увеличением мольной доли галлия, значения мольных долей алюминия уменьшаются, причем доля мышьяка не изменяется, при значениях Ga менее 0,4 и увеличиваются при значениях галлия более 0,4.
На рисунке 1 представлены изопараметрические линии пятикомпонентной гетероструктуры AlxGayIn1-x-yAszP1-z/GaAs, при различных значениях мольной доли галлия.
Рис. 1. Изопараметрические линии пятикомпонентной гетероструктуры AlxGayIn1-x-yAszP1-z/GaAs, при различных содержаниях галлия.
Полученные изопараметрические линии дают возможность выбирать составы пятикомпонентных твердых растворов, согласованных с подложкой по периоду решетки да и КТР дб, как 0,001 и 0,05 соответственно.
Изопараметрические линии значительно сужают диапазон составов, исключая те из них, которые приводят к значительному снижению качества получаемых структур. Приведенные расчеты являются неотъемлемой частью в исследовании возможности получения пятикомпонентныхгетероструктур с необходимыми свойствами, применительно к оптоволоконным датчикам.
Следующим этапом исследований возможности получения данных структур является определение областей несмешиваемости, связанных со спинодальным распадом твердого раствора AlxGayIn1-x-yAszP1-z/GaAs.
оптоволоконный интерференция пятикомпонентный раствор
Литература
1. Кузнецов В.В., Лунин Л.С., Ратушный В.И. Гетероструктуры на основе четверных и пятерных твердых растворов AIIIBV. - Ростов н/Д: Изд.-во СКНЦ ВШ, 2003. - 376 с.: ил.
2. Мильвидский М. Г., Освенский В. Б. Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников. М., 1985. С. 160.
3. Лозовский В. Н., Лунин Л. С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений AIIIBV (Новые материалы оптоэлектроники). Ростов н/Д: Издательство Ростовского университета, 1992, 193 с., ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Назначение и характеристика процесса получения сульфата магния. Кристаллизаторы, их виды и принцип действия. Определение концентрации маточного раствора и давления в кристаллизаторе. Техники безопасности при эксплуатации кристаллизационной установки.
курсовая работа [235,6 K], добавлен 03.04.2012Природа ионной проводимости в твердых телах. Виды твердых оксидных электролитов, их применение в разных устройствах. Структура и свойства оксида висмута, его совместное химическое осаждение с оксидом лантана. Анализ синтезированного твердого электролита.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.12.2013Технологический, полный тепловой расчет однокорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания водного раствора нитрата калия. Чертеж схемы подогревателя начального раствора. Определение температур и давлений в узловых точках аппарата.
курсовая работа [404,1 K], добавлен 29.10.2011Понятие, основные физические и химические свойства слоистых силикатов, их характерные особенности, критерии классификации и типы. Термодинамические свойства мусковита и его твердого раствора с парагонитом. Проблема образования двуслюдяных гранитов.
презентация [914,4 K], добавлен 26.07.2013Зависимость растворимости вещества от его температуры. Перекристаллизация - растворение вещества в подходящем растворителе и выделение его из образовавшегося раствора в виде кристаллов. Сублимация - непосредственное превращение твердого вещества в пар.
курсовая работа [120,9 K], добавлен 15.11.2013Характеристика процесса ионного произведения воды. Определение рН раствора при помощи индикаторов и при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре.
лабораторная работа [25,2 K], добавлен 18.12.2011Изучение влияния металлов, входящих в состав твердого раствора, на стабильность к окислению порошков. Исследование свойств наноразмерных металлических порошков. Анализ химических и физических методов получения наночастиц. Классификация процессов коррозии.
магистерская работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013Расчет установки для непрерывного выпаривания раствора нитрата калия, для непрерывного концентрирования раствора нитрата аммония в одном корпусе. Определение температур и давлений. Расчет барометрического конденсатора и производительности вакуум насоса.
курсовая работа [529,5 K], добавлен 15.12.2012Особенности производства хлопковой целлюлозы по бисульфитно-аммиачному методу. Способы получения сернистого ангидрида и варочного раствора. Исследование правил выделения химических реагентов из аммиачного варочного раствора повторного использования.
контрольная работа [307,9 K], добавлен 11.10.2010Понижение температуры замерзания раствора электролита. Нахождение изотонического коэффициента для раствора кислоты с определенной моляльной концентрацией. Определение энергии активации и времени, необходимого для химической реакции между двумя веществами.
курсовая работа [705,4 K], добавлен 26.10.2009Технологические схемы процесса выпаривания. Конструкции выпарных аппаратов. Принцип действия проектируемой установки. Определение поверхности теплопередачи. Расчет толщины тепловой изоляции. Определение гидравлического сопротивления теплообменника.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 29.11.2010Технологическая схема очистки поверхности металлоизделий от оксидов металлов и обработка промывных вод травильных агрегатов. Регенерация отработанного раствора серной кислоты методом кристаллизации. Малоотходная технология регенерации медьсодержащих вод.
курсовая работа [843,3 K], добавлен 11.10.2010Расчет выпарной установки для концентрирования водного раствора кальциевой соли соляной кислоты. Описание технологических схем выпарных установок. Расчет конструкции установки, концентраций упариваемого раствора, выбор барометрического конденсатора.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 03.11.2013Предмет химии твердого тела. Эмпирический подход в химии твердого тела. Структура минерала перовскита. Три семейства слоистых перовскитов. Взаимосвязь структуры и свойств твердофазных материалов. Термодинамика и кинетика реакций в твердой фазе.
реферат [802,4 K], добавлен 16.05.2017Технико-экономическое обоснование производства глинозема. Процесс обескремнивания алюминатных растворов. Аппаратурно-технологическая схема обескремнивания алюминатного раствора. Расчет нормы технологического режима и материального баланса производства.
дипломная работа [760,4 K], добавлен 08.04.2012Расчет тепловой нагрузки. Определение температуры кипения раствора гидроксида натрия. Особенности теплообменника типа "труба в трубе". Одноходовый, шестиходовый теплообменник. Расчёт гидравлических сопротивлений. Двухтрубчатый, шестиходовый теплообменник.
курсовая работа [180,1 K], добавлен 03.07.2011Технология получения прядильного раствора полиакрилонитрила. Характеристика сырья. Изменение свойств акрилонитрильных волокон при замене итаконовой кислоты в сополимере. Органические растворители, используемые для получения полиакрилонитрильных волокон.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 29.03.2009Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.
курсовая работа [383,2 K], добавлен 04.01.2010Расчет индикаторных погрешностей для выбранных индикаторов, кривой титрования 25 мл 0,05 М раствора CH3COOH 0,05 М раствором KOH. Кислотно-основные индикаторы. Этапы титрования: начальная точка, область до точки и область после точки эквивалентности.
контрольная работа [72,8 K], добавлен 18.12.2013Производство сульфатной целлюлозы. Режимы периодической сульфатной варки. Извлечения химических соединений из отработанных сульфатных растворов для варки целлюлозы и из сточных вод процесса отбеливания. Виды установок для непрерывной варки целлюлозы.
курсовая работа [995,0 K], добавлен 11.10.2010
