Расчет выращивания подложки методом бестигельной зонной плавки Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-1/2016 ISSN 2410-700Х_

УДК 621.793.162

Н.И. Мирющенко

студент 1-ого курса магистратуры Институт фундаментального инженерного образования Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)

г. Новочеркасск, РФ E-mail: miruha007@mail.ru А.В. Проскуряков студент 1-ого курса магистратуры Факультет информационных технологий и управления Южно-Российский государственный политехнический университет (НИИ)

г. Новочеркасск, РФ E-mail: antonpros2010@yandex.ru

РАСЧЕТ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОДЛОЖКИ МЕТОДОМ БЕСТИГЕЛЬНОЙ ЗОННОЙ ПЛАВКИ

Аннотация

Проведен расчет выращивания подложки методом бестигельной зонной плавки для кристалла GaAs и лигатуры Zn для солнечных элементов.

Ключевые слова

БЗИ; выращивание подложки; кристалл; ФЭИ.

Современные тенденции в мировой энергетике стимулируют существенный рост интереса к альтернативным источникам энергии. Фотоэлектрические преобразователи (ФЭИ), или солнечные элементы, являются наиболее перспективными, экологически чистыми кандидатами на уменьшение нефтяной зависимости мира и, в отличие от органических и неорганических источников энергии, преобразуют солнечное излучение непосредственно в электроэнергию [1]. Будущее солнечной энергетики сейчас связывают с полупроводниковыми гетероструктурами на основе соединений AIHBV. Важными преимуществами такого рода ФЭИ по сравнению с фотоэлементами на основе кремния являются больший коэффициент полезного действия (КИД), повышенная радиационная и температурная стабильность.

Целью данной работы является проведения расчета для выращивания подложки методом бестигельной зонной плавки солнечных элементов.

Расчет будет проводиться для кристалла GaAs со следующими параметрами: vKp = 2,5 мм/мин; ркр = 3 Омсм; Мр = 5000 г, d/D = 7^103 с/см. В качестве лигатуры будет использован Zn со следующими параметрами: Рлиг = 2^10"2 Омсм и к0 = 3,7^10"2. Метод выращивания: бестигельная зонная плавка.

Для начала необходимо определить тип проводимости легированного монокристалла по заданной примеси. Так как исходный кристалл галлий арсенид, а лигатура - это цинк, из этого следует, что тип проводимости р.

Ио заданному удельному сопротивлению по рисунку 1 необходимо определить концентрацию

I>iip4ni 1 >с111 in 4cm" 4 *

Рисунок 1 - Монокристалл арсенида галлия, выращенный по методу БЗИ

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-1/2016 ISSN 2410-700Х_

Для заданных значений: Л?лиг = 2 • 1018(см_3) и NKp = 6 • 1015(см_3).

После определения параметров, необходимо по уравнению Бартона - Слихтера вычислить величину K эффективного коэффициента распределения примеси по заданным параметрам скорости роста кристалла и способу перемешивания расплава. Для расчета нужно перевести величину размерности vKp из (2,5 мм/мин) в

(0,004 с/см) и подставить имеющиеся значения в уравнение:

/- = к° =_3'7'10"2_=1 (1)

Эф fc0+(l+fc0)exp[-^-] 3,7-10_2+(1+3,7-10_2)ехр[—280] V '

После проведения расчета следует определить подвижности носителей заряда тлиг и ткр (для лигатуры и кристалла) по следующим формулам:

=—"— =-г^—-т=3125 (2)

еМлрл 1,6-10"19-2 • 1018-1-10"3 v '

^кр = —"— =-ттт-— = 347 (3)

Далее нужно вычислить массу лигатуры по формуле:

71

_ УлРдМр _ 3125-1-10 -5000 _ ir( ) /4) "ЛИГ _ ^крРкр^эф _ 347-3-1 _ (Г)' ( '

Для проверки правильности расчета, нужно проверить ответ, воспользовавшись другой формулой:

т = = 6-10^-5000 = 15 (г) (5)

лиг ^эф 2 • 15 (г). (5)

В результате выполнения этой работы был произведен расчет выращивания подложки на основе р — GaAs для фотоэлектрических преобразователей. По исходному варианту задания была вычислена масса лигатуры: тлиг = 15 (г). Определен тип проводимости легированного монокристалла - р и определена концентрация лигатуры: Л?лиг = 2 • 1018(см_3) и кристала: NKp = 6 • 1015(см_3). Рассчитана подвижность носителей заряда лигатуры: = 3125 и кристалла: = 347 и по уравнению Бартона - Слихтера была вычислена величина K эффективного коэффициента распределения примеси: кэф = 1.

Список используемой литературы:

1. Мирющенко Н.И., Константинов И.С. Перспектива развития возобновляемых источников энергии и их роль в современной энергетике//Проблемы, перспективы и направления инновационного развития науки. -2016. - Т.2 - С.10-14.

© Мирющенко Н.И., Проскуряков А.В., 2016

УДК 004

Черкасов Кирилл Владимирович

студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: kir.cherkasoff@gmail.com Чернов Виктор Викторович студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: chaakdee@gmail.com Чистякова Наталья Сергеевна студент группы ФИПИб-13 МГТУ им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск, РФ

E-mail: tsepesh.n@yandex.ru

РАССМОТРЕНИЕ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА OPENSIM

В современном обществе все больше областей жизни окружают информационные технологии. С