Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Дифференциальные потоки энергии в слое твердотельной структуры

Опубликовано: 26.03.2018

Авторы: Керими М.Б.

Опубликовано в выпуске: #3(75)/2018

DOI: 10.18698/2308-6033-2018-3-1744

Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела

В слое твердотельной структуры с плоскопараллельным строением распространение потоков энергии в равновесии и при его нарушении осуществляется дифференциальными потоками носителей заряда, фотонов, фононов и квазичастиц других видов. Совместное распространение указанных потоков отвечает специфичным закономерностям, обусловленным механизмами их рассеяния. В уравнениях распространения потоков и граничных условиях к ним необходимо учитывать последствия рассеяния и роль порождаемых потоков. Учет рассеяния потоков не только в толще слоя, но и на его границах, особенно в тонких слоях, оказывает существенное влияние на понимание того, как распространяются потоки квазичастиц и дифференциальные и интегральные потоки энергии.

В приближении времени релаксации краевые задачи о распространении дифференциальных потоков квазичастиц с учетом рассеяния потоков на границах слоя имеют одинаковый вид. В силу этого общие выводы, полученные ранее для потоков носителей заряда, справедливы и для потоков фотонов и фононов. В частности, потоки суперлинейно зависят от вероятностей их рассеяния на границах тонкого слоя, а также от отношения толщины слоя к характеристической длине свободного пробега. Выходящие из слоя потоки имеют такую же зависимость от указанных характеристик границ и безразмерного параметра толщины слоя. Чем меньше параметр толщины слоя, тем сильнее проявляется суперлинейная зависимость всех дифференциальных и интегральных потоков. При этом вследствие обмена дифференциальными потоками влияние соседних слоев на рассматриваемый оказывается более существенным.


Литература
[1] Босворт Р.Ч.Л. Процессы теплового переноса. Москва, ГИТТЛ, 1957, с. 29.
[2] Займан Дж. Электроны и фононы. Теория явлений переноса в твердых телах. Москва, Изд-во Иностранная литература, 1962, 488 с.
[3] Берман Р. Теплопроводность твердых тел. Москва, Мир, 288 с. Гл. 4. Фононы и уравнение Больцмана, с. 31–48.
[4] Аскеров Б.М. Электронные явления переноса в полупроводниках. Москва, Наука, 1985, 320 с.
[5] Рейсленд Дж. Физика фононов. Москва, Мир, 1975, 366 с.
[6] Гантмахер В.Ф., Левинсон И.Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках. Москва, Наука, 1984, 510 с.
[7] Ridley B.K. Electrons and phonons in semiconductor multilayers. Cambridge University Press, 2009, 410 p.
[8] Лесовик Г.Б., Садовский И.А. Описание квантового электронного транспорта с помощью матриц рассеяния. УФН, 2011, т. 181, № 10, с. 1041–1096.
[9] Керими М.Б. Интегральные граничные условия для потоков носителей заряда в тонком плоскопараллельном слое. Физические основы приборостроения, 2015, т. 4, № 3, с. 46–57.
[10] Kerimi M.B. The solution of the kinetic equation with integrated boundary conditions for a plane-parallel layer of solid-state structure. European Science and Technology. Materials of 7th International scientific conference. Munich, April 23–24, 2014, vol. II, p. 473–482.
[11] Kerimi M.B. Charge carriers flux losses at boundary of two-layer structure. The Development of Science in the 21st Century: Natural and Technical Sciences. The collection of Scientific Papers, Ron Bee & Associates, New York, 2015, pp. 68–76. DOI: 10.17809/06(2015)-09. URL: http://archiv.gpscience.org/ wp-content/uploads/2015/05/0415_ny68-76.pdf
[12] Керими М.Б. Распространение потока носителей заряда через границу. Х Белорусско-Российский семинар «Полупроводниковые лазеры и системы». Сб. ст. Минск, Беларусь, 26–29 мая 2015 г., с. 165–169.
[13] Керими М.Б. Распространение потока носителей заряда в тонком слое плоскопараллельной твердотельной структуры c учетом рассеяния на границах слоя. ФТП, 2017, т. 51, вып. 8, с. 1096–1104.
[14] Kerimi M.B. On the Propagation of a Flux of Charge Carriers in the Thin Layer of a Plane-Parallel Solid-State Structure with Scattering at the Boundaries of the Layer Taken into Account. ISSN 1063-7826, Semiconductors, 2017, vol. 51 (8), pp. 1052–1061.
[15] Соболев В.В. Перенос лучистой энергии в атмосферах звезд и планет. Москва, ГИТТЛ, 1956, с. 28.
[16] Керими М.Б. Oптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах. Материалы II Междунар. конф. «Oптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах» (Республика Узбекистан, Фергана, 2011), с. 218–221.
[17] Керими М.Б., Сидняев Н.И. Распространение тепла в тонком плоскопараллельном слое. Междунар. туркмено-турецкая науч.-практ. конф. Ашхабад, 2013.
[18] Керими М.Б. Дифференциальные потоки энергии в твердом теле. Тез. докл. Междунар. науч. конф. FARM–2017. Москва, 27–29 октября 2017 г. Москва, 2017, с. 187–189.