Математичне моделювання впливу деформаційних ефектів на коефіцієнт дифузії домішок у наногетероструктурах

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31652/3041-1955-2026-03-01-04

Ключові слова:

гетеросистема, деформацiя, домiшка, дифузiя, механiчна напруга, математичне моделювання

Анотація

Побудовано математичну модель явища дифузії у гетеросистемах із врахуванням деформації. Математична модель ґрунтується на розв'язуванні модифікованого механіко-деформаційними ефектами стаціонарного рівняння Фіка. У межах розробленої моделі досліджено вплив деформації на коефіцієнт дифузії домішок у гетероструктурі. Встановлено, що зi збiльшенням невiдповiдностi параметрiв ґраток контактуючих матерiалiв гетероструктури GaAs/InxGa1−xAs/GaAs на 7% коефiцiєнт дифузiї домiшок виду центру розтягу у внутрiшньому шарi In0,2Ga0,8As зменшується на 35% вiдносно коефiцiєнта дифузiї домiшок у ненапруженому шарi, що пов’язано зi збiльшенням деформацiї розтягу в результатi самоузгодженого деформацiйно-дифузiйного перерозподiлу.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Біографії авторів

  • Олеся Даньків, Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка
    кандидат фізико-математичних наук, доцент, кафедра фізики та інформаційних систем, Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка, вул. Івана Франка, 24, м. Дрогобич, 82100, Україна
  • Юрiй Нечипор, Дрогобицький державний педагогiчний унiверситет iменi Iвана Франка
    аспірант, кафедра фізики та інформаційних систем, Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка, вул. Івана Франка, 24, м. Дрогобич, 82100, Україна
  • Олег Кузик, Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка
    кандидат фізико-математичних наук, доцент, кафедра фізики та інформаційних систем, Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка, вул. Івана Франка, 24, м. Дрогобич, 82100, Україна

Посилання

Robson J. D. Deformation enhanced diffusion in aluminium alloys. Metallurgical and Materials Transactions A. 2020. Vol. 51. P. 5029-5041. DOI: https://doi.org/10.1007/s11661-020-05960-5

Voges J., Duvigneau F., Juhre D. On the deformation dependency of the diffusion flux in solids at large deformations. Continuum Mechanics and Thermodynamics. 2022. Vol. 34. P. 1991-2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s00161-022-01092-w

Danielewski M. Entropy production and stress--deformation effect on interdiffusion. Defect and Diffusion Forum. 2012. Vol. 323-325. P. 43-48. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.323-325.43

Mehrer H. Diffusion in stressed solids. Diffusion in Solids. Springer Series in Solid-State Sciences. 2007. Vol. 155. P. 235-260. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-71488-0

Fisher D. J. Diffusion in GaAs and other III-V semiconductors. Switzerland: Trans Tech Publications, 1998.

Beernink K. J., Thornton R. L. Si diffusion and intermixing in AlGaAs/GaAs structures using buried impurity sources. Applied Physics Letters. 1995. Vol. 66, No. 10. P. 1271-1273. DOI: https://doi.org/10.1063/1.113154

Bugge F., Zeimer U., Wenzel H., Erbert G., Weyers M. Interdiffusion in highly strained InGaAs quantum wells for laser applications. Journal of Crystal Growth. 2004. Vol. 272, No. 1-4. P. 531-537. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2004.08.050

Park Y. M., Park Y. J., Kim K. M., Song J. D. Interdiffusion and structural change in InGaAs quantum well structures by rapid thermal annealing. Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 96, No. 10. P. 6080-6084. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1805191

Khreis O. M. Interdiffusion and strain effects in pseudomorphic quantum well heterostructures. Solid State Communications. 2004. Vol. 132, No. 11. P. 767-771. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssc.2004.09.036

Reveil M., Clancy P. Resolving the mystery of the concentration-dependence of amphoteric dopant diffusion in III-V semiconductors. Acta Materialia. 2020. Vol. 186. P. 555-563. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.12.016

Ryu S., Kim I., Choe B., Jeong W. The effect of strain on the interdiffusion in InGaAs/GaAs quantum wells. Applied Physics Letters. 1995. Vol. 67. P. 1419. DOI: https://doi.org/10.1063/1.114512

Klepach T.I., Zohdi M. Strain assisted diffusion: Modeling and simulation of deformation-dependent diffusion in composite media. Composites Part B: Engineering. 2014. Vol. 56. P. 413-423. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.08.035

Suo Y., Yang F. One-dimensional analysis of the coupling between diffusion and deformation in a bilayer electrode. Acta Mechanica Sinica. 2019. Vol. 35. P. 589–599. DOI: https://doi.org/10.1007/s10409-018-0817-5

Фльорко О. В., Чекурін В. Ф. Математична модель дифузії в деформованій гратці. Вісник Національного університету "Львівська політехніка". 2000. № 393. С. 64–67. https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/9185

Peleshchak, R.M., Kuzyk, O.V., Dan’kiv, O.O. The deformation diffusion mechanism of the formation of n n+ transitions in semiconductors under the influence of pulsed laser irradiation. Romanian Reports in Physics. 2021. Vol. 73. P. 506:1–11. URL: https://rrp.nipne.ro/2021/AN73506.pdf

Rammohan K., Rich D. H., MacDougal M. H., Dapkus P. D. Thermal processing of strained InGaAs/GaAs quantum well heterostructures. Applied Physics Letters. 1997. Vol. 70, No. 12. P. 1599-1601. DOI: https://doi.org/10.1063/1.118627

Djie H. S., Ho C. K. F., Mei T., Ooi B. S. Quantum well intermixing enhancement using Ge-doped encapsulant layers in InGaAs/InP. Applied Physics Letters. 2005. Vol. 86. Art. 041107. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1868867

Yang Z., Zhang S., Ma S., Shi Y., Liu Q., Hao X., Shang L., Han B., Qiu B., Xu B. Effects of Thermal-Strain-Induced Atomic Intermixing on the Interfacial and Photoluminescence Properties of InGaAs/AlGaAs Multiple Quantum Wells. Materials. 2023. Vol. 16(17). Art. 6068. DOI: https://doi.org/10.3390/ma16176068

Завантаження

Опубліковано

2026-05-27

Номер

Том 3 № 1 (2026)

Розділ

СТАТТІ

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Олеся Даньків, Юрiй Нечипор, Олег Кузик

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Як цитувати

Математичне моделювання впливу деформаційних ефектів на коефіцієнт дифузії домішок у наногетероструктурах. (2026). Математика, інформатика, фізика: наука та освіта, 3(1), 41–54. https://doi.org/10.31652/3041-1955-2026-03-01-04

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають