Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 30 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
30
Dung lượng
1,25 MB
Nội dung
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ HOÀNG THỊ HOA XÁCĐỊNHHẰNGSỐMẠNGTINHTHỂSILICBẰNGPHƯƠNGPHÁPTHỐNGKÊMOMEN Chuyên ngành: Vật lý lí thuyết KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HÀ NỘI, 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ HOÀNG THỊ HOA XÁCĐỊNHHẰNGSỐMẠNGTINHTHỂSILICBẰNGPHƯƠNGPHÁPTHỐNGKÊMOMEN Chuyên ngành: Vật lý lí thuyết KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học PHAN THỊ THANH HỒNG HÀ NỘI, 2017 LỜI CÁM ƠN Em xin gửi lời cám ơn chân thành, sâu sắc đến TS.Phan Thị Thanh Hồng người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo tạo điều kiện cho em hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cám ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Hà Nội thầy cô giáo tận tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành khóa luận Tôi xin cám ơn bạn sinh viên lớp K39A – Sư phạm Vật lý – Khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đóng góp ý kiến quý báu cho khóa luận Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2017 Sinh Viên Hoàng Thị Hoa LỜI CAM ĐOAN Khóa luận em hoàn thành hướng dẫn T.S Phan Thị Thanh Hồng với cố gắng thân trình nghiên cứu thực khoá luận, em có tham khảo tài liệu số tác giả(đã nêu mục tài liệu tham khảo) Em xin cam đoan kêt khóa luận kết nghiên cứu thân, không trùng với kết tác giả khác Nếu sai em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2017 Sinh viên Hoàng Thị Hoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phươngpháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học đề tài Cấu trúc khóa luận CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC CỦA TINHTHẾ SI 1.1 Cấu trúc tinhthể Si 1.2 Các tính chất hóa, lý học Silic 1.2.1 Tính chất hóa học 1.2.2 Tính chất vật lý 1.3 Một số ứng dụng chất bán dẫn Si 1.4 Các khuyết tật tinhthể Si CHƯƠNG : XÁCĐỊNHHẰNGSỐMẠNGTINHTHỂSILIC 13 2.1 Cách xácđịnhsốmạngtinhthểphươngphápthốngkê mô men 13 2.2 Xácđịnh độ dịch chuyển y0 hạt khỏi vị trí cân 14 2.3 Xácđịnh khoảng lân cận gần r10 18 2.4 Áp dụng tính số thảo luận kết 19 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc tinhthểSilic Hình 1.2: Khuyết tật nút khuyết tinhthể Si 11 Hình 1.3: Khuyết tật tự xen kẽ (self-interstitial) tinhthể Si 11 Hình 1.4: Khuyết tật tạp xen kẽ (dopant-interstitial) tinhthể Si 12 Hình 1.5: Ô sở lập phươngtinhthể Si 13 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong hàng ngũ đông đảo vật liệu chất rắn, chất bán dẫn chiếm vị trí quan trọng quan tâm nghiên cứu liên tục suốt chục năm qua Lĩnh vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu tính chất chế vật lý xảy chất bán dẫn đạt thành tựu to lớn Với thành tựu đó, chất bán dẫn thực làm cách mạng công nghiệp điện tử nhiều ngành khoa học công nghiệp khác Silic(Si) vật liệu bán dẫn điển hình Đơn tinhthể Si có cấu trúc kim cương Si chất bán dẫn nghiên cứu nhiều có nhiều ứng dụng quan trọng thực tế Khi nghiên cứu vật liệu rắn nói chung Si nói riêng, việc xácđịnh chính xácsốmạngtinhthể điều quan trọng Có nhiều phươngpháp lí thuyết khác để xácđịnhsốmạngtinhthể Trong luận văn này, “Xác địnhsốmạngtinhthểsilicphươngphápthốngkê mô men’’ Mục đích nghiên cứu Áp dụng phươngphápthốngkê mô men để xácđịnhsốmạngtinhthể Si Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: tinhthể bán dẫn Si Phạm vi nghiên cứu: Xácđịnh phụ thuộc nhiệt độ sốmạngtinhthể Si phươngphápthốngkê mô men Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nghiên cứu đề cần thực nhiệm vụ sau: Tìm hiểu cấu trúc tinhthể Si Tìm hiểu phươngphápthốngkê mô men Xácđịnhsốmạngtinhthể Si phươngphápthốngkê mô men Phươngpháp nghiên cứu Đọc tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu Sử dụng phần mềm hỗ trợ tính toán để tính số Tổng hợp, khái quát kiến thức tìm hiểu tính toán Ý nghĩa khoa học đề tài Đề tài giúp cho tác giả người đọc biết rõ bán dẫn Si ứng dụng quan trọng Biết cách xácđịnhsốmạngtinhthể Si phươngphápthốngkê mô men Cấu trúc khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, khóa luận chia làm chương, mục Nội dung chủ yếu chương cụ thể sau : Chương 1: Trình bày sơ lược cấu trúc tinhthể Si, ứng dụng quan trọng tinhthể Si ; cách xácđịnhhẳngsốmạngtinhthể Si Chương 2: Sử dụng biểu thức giải tích thu từ việc áp dụng phươngphápthốngkêmomen đồng thời sử dụng phần mềm maple để tính sốmạngtinhthể Si CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC CỦA TINHTHẾ SI 1.1 Cấu trúc tinhthể Si Các chất bán dẫn thông dụng thường kết tinh theo dạng tinhthể lập phương tâm diện [3] Trong đó, nút mạng gắn với gốc gồm hai nguyên tử Đối với chất bán dẫn đơn chất Si, Ge hai nguyên tử loại khác loại bán dẫn hợp chất : GaAs, InSB, CdTe,… Trong tinhthể Si, nút mạng có nguyên tử có nguyên tử khác nằm cách nguyên tử khoảng mạng bản, khoảng cách đường chéo ô a ( a sốmạngtinhthể ) Do vậy, tọa độ nguyên tử thứ hệ trục tọa giao (0,0,0) tọa a a a độ nguyên tử thứ hai , , 4 4 Như tinhthể Si xem gồm hai mạng lập phương tâm diện lồng vào nhau, mạng thứ hai dịch đoạn a theo phương đường chéo hình lập phươngso với mạng thứ (Hình 1.1) Đối với tinhthể Si hay chất bán dẫn khác, hai mạng cấu tạo từ loại nguyên tử Từ (Hình 1.1) ta thấy rằng, nguyên tử Si tâm hình tứ diện cấu tạo từ nguyên tử Si xung quanh Ta thấy tinhthể Si, nguyên tử Si tâm hình tứ diện cấu tạo từ nguyên tử Si xung quanh Đây đặc trưng quan trọng cấu trúc – cấu trúc kim cương 𝑟1 a Hình 1.1: Cấu trúc tinhthểSilic Tuy nhiên, thực tế tinhthể lí tưởng thường thực có bán dẫn tinh khiết Các tinhthể bán dẫn thường có tạp chất bị khuyết tật Chính việc nghiên cứu bán dẫn pha tạp này, với việc sâu tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng tính chất vật lý, hóa học chúng mà có nhiều phát minh khoa học đời với nhiều ứng dung quan trọng kỹ thuật đời sống 1.2 Các tính chất hóa, lý học Silic 1.2.1 Tính chất hóa học Silictinh khiết kết tinh dạng tinhthể lập phương, có cấu trúc giống kim cương Trong mạng lưới tinhthể nguyên tử silic liên kết cộng hóa với thành nguyên tử rời khỏi nút mạng để di chuyển mặt tinhthể Trong trình Frenkel, nguyên tử rời khỏi vị trí nút mạng để tới vị trí lỗ hổng mạng, tạo xen kẽ nút khuyết Khi nghiên cứu tượng khuếch tán nguyên tử tinh thể, người ta khuyết tật điểm tinhthể đóng vai trò định khuếch tán nguyên tử Các khuyết tật điểm phân làm hai loại khuyết tật điểm tự nhiên khuyết tật điểm gắn liền với tạp Khuyết tật điểm tự nhiên tồn tinhthể Si tinh khiết Khuyết tật điểm gắn liền với tạp xuất từ việc đưa tạp chất từ bên vào tinhthể Khuyết tật điểm tự nhiên tồn tinhthể Si nút khuyết (vacancy) xen kẽ (interstitial) Nút khuyết định nghĩa đơn giản vị trí nút mạngtinhthể bị bỏ trống (Hình 1.2) 10 V Hình 1.2: Khuyết tật nút khuyết tinhthể Si Xen kẽ hiểu nguyên tử cư trú lỗ hổng (kẽ hở) bên mạngtinhthể Si Có hai loại xen kẽ xen kẽ nguyên tử Si-tự xen kẽ (self-interstitial) (Hình 1.3) xen kẽ nguyên tử tạp chất (dopantinterstitial) (Hình 1.4) Si Hình 1.3: Khuyết tật tự xen kẽ (self-interstitial) tinhthể Si 11 TẠP Hình 1.4: Khuyết tật tạp xen kẽ (dopant-interstitial) tinhthể Si 12 CHƯƠNG : XÁCĐỊNHHẰNGSỐMẠNGTINHTHỂSILIC 2.1 Cách xácđịnhsốmạngtinhthểphươngphápthốngkê mô men Như trình bày chương Mạngtinhthể Si cấu tạo từ hai phần mạng lập phương tâm mặt lồng vào nhau, phân mạng dịch so với phần mạng khoảng 𝑎 √3 theo đường chéo hình lập phươngMạngtinhthể Si cấu tạo từ loại nguyên tử Si B C A a Hình 1.5: Ô sở lập phươngtinhthể Si 13 Trong mạngtinhthể Si ta giả sử tách ô sở lập phương có cạnh sốmạng a Gọi 𝑟𝑜 khoảng lân cận gần hai nguyên tử ta có : 𝑟1 = 𝐴𝐶 = =>𝑟1 = 𝐴𝐵 𝑎 √3 mà AB =a√3 4𝑟1 hay a= (2.1) √3 Như vậy, muốn xácđịnhsốmạng a ta phải xácđịnh khoảng lân cận gần hai hạt nhiệt độ T theo công thức sau: 𝑟1 = 𝑟10 + 𝑦0 , (2.2) đó, r10 khoảng lần cận gần hai hạt nhiệt độ 0K, y0 độ dịch chuyển hạt khỏi vị trí cân nhiệt độ T Sau trình bày cách xácđịnh hai đại lượng 2.2 Xácđịnh độ dịch chuyển y0 hạt khỏi vị trí cân Trong công trình [1] “nghiên cứu tính chất nhiệt động mô đun đàn hồi tinhthể hợp chất bán dẫn phươngphápthốngkê momen”, tác giả xây dựng biếu thức xácđịnh độ dịch chuyển y0 hạt khỏi vị trí cân tinhthể bán dẫn nhiệt độ T Ở phép gần đến bậc một, biểu thức y0 có dạng: 𝑦0 = 𝑦0′ − 𝛽 3𝛾 2𝛾2 𝜃2 𝐾 𝐾4 + [1 + 𝑋 2𝛾𝜃 2𝛾2 (1 + 𝑋) (1 + )] [ − (𝑋 − 1) − ] 3𝛾𝑘 27𝛾𝑘 𝛽𝑘 𝛾 (2.3) đó: 𝑋 = 𝑥𝑐𝑜𝑡ℎ𝑥, 𝑥 = 𝑘=( 𝜕2 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 ℏ𝜔 2𝜃 , (2.4) ≡ 𝑚𝜔2 , ) (2.5) 𝑒𝑞 14 𝛽=( 𝜕3 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝜕𝑢𝑗𝑦 𝜕𝑢𝑗𝑧 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝛾 = [( 𝐾=𝑘− 𝛽2 ) ) , (2.6) 𝑒𝑞 + 6( 𝑒𝑞 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢2 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝑗𝑦 ) ], (2.7) 𝑒𝑞 , 𝜃 = 𝑘𝐵 𝑇 , 3𝛾 (2.8) đây, ujx, ujy, ujz độ dời hạt thứ j khỏi vị trí cân theo phương x, y, z; 𝜑i tương tác hạt thứ i tinhthể Khi sử dụng phươngpháp cầu phối vị, 𝜑i có dạng: 1 𝜑𝑖 = 𝜑𝑖 (|𝑎 ⃗⃗⃗𝑗 |) = ∑𝑗 Φ𝑖𝑗 (|𝑎 ⃗⃗⃗𝑗 |) + ∑𝑖𝑗 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎 ⃗⃗⃗𝑗 ) , (2.9) đó, Φij tương tác hạt thứ i (hạt chọn làm gốc) hạt thứ j, Wijk tương tác hạt i, j k; a j vị trí cân hạt thứ j Trong công thức từ (2.5) đến (2.7) dạng sốhạng ( ( 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 ( ( ) ,( 𝑒𝑞 𝜕2 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝜕3 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝜕𝑢𝑗𝑦 𝜕𝑢𝑗𝑧 ) ( 𝑒𝑞 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢2 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝑗𝑦 𝜕2 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 ) , 𝑒𝑞 xácđịnh sau: ) 𝑒𝑞 = (Θ2 𝜑𝑖 )𝑎𝑗𝑥 + (Θ𝜑𝑖 ) ) 𝑒𝑞 = (Θ4 𝜑𝑖 )𝑎𝑗𝑥 + 6(Θ3 𝜑𝑖 )𝑎𝑗𝑥 + 3(Θ2 𝜑𝑖 ) ) 𝑒𝑞 (2.10) ( ( 𝜕3 𝜑𝑖 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝜕𝑢𝑗𝑦 𝜕𝑢𝑗𝑧 𝜕4 𝜑𝑖 𝜕𝑢2 𝜕𝑢𝑗𝑥 𝑗𝑦 = (Θ3 𝜑𝑖 )𝑎𝑗𝑥 𝑎𝑗𝑦 𝑎𝑗𝑧 ) 𝑒𝑞 2 2 = (Θ4 𝜑𝑖 )𝑎𝑗𝑥 𝑎𝑗𝑦 + (Θ3 𝜑𝑖 )(𝑎𝑗𝑥 + 𝑎𝑗𝑦 ) + (Θ2 𝜑𝑖 ) ) 𝑒𝑞 15 đó, Θ𝜑𝑖 = (1) 𝑎𝑗 Θ2 𝜑𝑖 = (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] (2) 𝑎𝑗2 (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] − 𝑎𝑗3 (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + (1) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] Θ3 𝜑𝑖 = (3) 𝑎𝑗3 (2) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] + Θ4 𝜑𝑖 = (1) 𝑎𝑗5 (4) 15 𝑎𝑗6 (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] − (3) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] + 𝑎𝑗4 [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] (4) 𝑎𝑗4 (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] − (2) 𝑎𝑗5 (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] − 15 𝑎𝑗7 (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑎𝑗 ) + (1) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑎𝑗 )] (2.11) Các kí hiệu (1), (2), (3) (4) đầu hàm Φij(aj), Wijk(aj) đạo hàm cấp tương ứng theo aj Trong công thức (2.3), y’0 lại xácđịnh sau: 𝑦0′ ≈ √ 2𝛾𝜃 3𝐾3 𝐴, (2.12) với 𝐴 = 𝑎1 + 𝛾 𝜃2 𝐾4 𝑎2 + 𝛾3 𝜃3 𝐾6 𝑎3 + 𝛾4 𝜃4 𝐾8 𝑎4 + 𝑋 𝑎1 = + , 16 𝛾5 𝜃5 𝐾10 𝑎5 + 𝛾6 𝜃6 𝐾12 𝑎6 , (2.13) 𝑎2 = 13 47 + 25 𝑎3 = − ( 𝑎4 = 43 3 + 93 + 𝑋+ 𝑎6 = 65 + 𝑋+ 103 𝑎5 = − ( 121 + 561 23 𝑋2 + 𝑋3 , 𝑋+ 169 749 𝑋+ 50 𝑋2 + 𝑋2 + 𝑋+ 1489 83 363 16 𝑋2 + 𝑋4) , 𝑋2 + 𝑋2 + 𝑋2 + 927 22 391 𝑋4 + 𝑋5 , 148 𝑋3 + 𝑋3 + 733 3 53 𝑋4 + 𝑋4 + 145 𝑋 + 𝑋 ), 𝑋5 + 31 𝑋6 + 𝑋7 Như để xácđịnh độ dời y0 hạt nhiệt độ T, ta phải xácthôngsố k, 𝛽, 𝛾 nhiệt độ T=0K Vì tương tác hạt tương tác ngắn, nên áp dụng tínhsố cho công thức nêu ta kể đến tương tác hạt cầu phối vị thứ thứ có tâm hạt gốc i, có bán kính r1, r2 Khi thay (2.11) vào (2.10), thôngsố k, 𝛽, 𝛾 có dạng sau: 3𝑟1 (2) (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + 𝑘 = [Φ𝑖𝑗 (2) (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] + [Φ𝑖𝑗 (1) (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + 𝑟2 (1) (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] (2.14) 𝛽= 3√3 (3) (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] − (2) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + √3𝑟12 √3𝑟1 (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + (1) (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] (2.15) 𝛾 = 4(𝛾1 + 𝛾2 ) , 17 (2.16) 𝛾1 = 108 (4) (4) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + (3) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] − (1) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + (3) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] − 1 (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + 9𝑟1 (2) (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + 9𝑟1 9𝑟13 1 24 (4) (4) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] + 4𝑟2 (2) (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] + 8𝑟1 (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + 8𝑟23 (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + (1) ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] , (2.17) 𝛾2 = 18 3𝑟12 (4) (4) (3) (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] + (2) (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] − (4) (4) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] + 8𝑟12 3𝑟13 4𝑟2 (2) (2) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] − (1) (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟1 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟1 )] − (3) (3) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] + 8𝑟23 (1) (1) [Φ𝑖𝑗 (𝑟2 ) + ∑𝑘 𝑊𝑖𝑗𝑘 (𝑟2 )] , (2.18) 2.3 Xácđịnh khoảng lân cận gần r10 Khoảng lân cận gần hai hạt 0K (bán kính cầu phối vị thứ nhất) xácđịnh từ điều kiện cực tiểu tương tác u0, từ việc giải phương trình trạng thái Trong luận văn xácđịnh r10 từ phương trình trạng thái có dạng [1] sau: 𝑝𝑣 = −𝑟1 [ 𝜕𝑢0 𝜕𝑟1 + ℏ𝜔 𝜕𝑘 4𝑘 𝜕𝑟1 ], (2.19) đó, p áp suất thủy tĩnh, v thể tích nguyên tử Si xácđịnh theo công thức 𝑣 𝑉 = 𝑁, r1 khoảng lân cận gần hai hạt, k 18 số dao động xácđịnh theo (2.14); u0 tương tác trung bình hạt tinhthểxácđịnh theo (2.9) : 1 𝑈0 = ∑ 𝜑𝑖 (|𝑟𝑗 |) = ∑ Φ𝑖𝑗 (|𝑟𝑗 |) + ∑ 𝑊𝑖𝑗𝑘 (|𝑟𝑗 |) 𝑖 𝑗 (2.20) 𝑗,𝑘 với rj bán kính cầu phối vị thứ j, tổng theo j tổng số hạt cầu phối vị thứ j Khi p=0, giải phương trình trạng thái (2.19) ta tìm r10 2.4 Áp dụng tínhsố thảo luận kết Như nêu trên, vật liệu có liên kết cộng hóa trị mạnh bán dẫn, việc sử dụng cặp ij không đủ để mô tả lực liên kết mạngtinhthể không bền tương tác ba hạt Wijk Vì vậy, luận văn này, sử dụng tương tác ba hạt trình bày cho bán dẫn Si có dạng [5]: 𝜑 = ∑ Φ𝑖𝑗 + ∑ 𝑊𝑖𝑗𝑘 , 𝑖