catalog / Physics and mathematics / Solid State Physics
скачать файл: 
- title:
- Ліщук Павло Олександрович Особливості теплового транспорту в поруватих напівпровідникових структурах на основі кремнію
- Альтернативное название:
- Лищук Павел Александрович Особенности теплового транспорта в пористых полупроводниковых структурах на основе кремния
- university:
- у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка
- The year of defence:
- 2019
- brief description:
- Ліщук Павло Олександрович, інженер І категорії фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка: «Особливості теплового транспорту в поруватих напівпровідникових структурах на основі кремнію» (01.04.07 - фізика твердого тіла). Спецрада Д 26.001.23 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
ЛІЩУК ПАВЛО ОЛЕКСАНДРОВИЧ
УДК 536.2
ДИСЕРТАЦІЯ
ОСОБЛИВОСТІ ТЕПЛОВОГО ТРАНСПОРТУ В ПОРУВАТИХ
НАПІВПРОВІДНИКОВИХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВІ КРЕМНІЮ
01.04.07 – фізика твердого тіла
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата фізикоматематичних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
____________ П.О. Ліщук
Науковий керівник Бурбело Роман Михайлович,
доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник
Київ – 2019
ЗМІСТ
Вступ....................................................................................................................... 16
РОЗДІЛ 1. Особливості теплового транспорту в поруватих
напівпровідникових структурах на основі кремнію (Огляд літератури) ........ 22
1.1 Основні методи синтезу поруватих напівпровідникових структур на
основі кремнію....................................................................................................... 22
1.1.1 Формування поруватого кремнію методом анодного електрохімічного
травлення та його морфологічні особливості .................................................... 22
1.1.2 Метод метал-стимульованого хімічного травлення кремнію як один із
основних методів формування масиву кремнієвих нанониток ........................ 26
1.2 Особливості теплового транспорту в поруватих напівпровідникових
структурах на основі кремнію ............................................................................. 28
1.2.1 Питома теплоємність поруватих кремнієвих наноструктур ................ 28
1.2.2 Ефективна теплопровідність поруватих кремнієвих наноструктур. ... 29
1.3 Основні методи дослідження теплового транспорту в твердому тілі ... 34
1.3.1 Основні методи реєстрації фототермоіндукованих явищ при
імпульсному опроміненні твердого тіла............................................................. 39
1.3.2 Основні методи реєстрації фототермоіндукованих явищ при
періодично-модульованому опроміненні твердого тіла ................................... 41
1.3.3 Фотоакустичні методи як універсальні та ефективні методи
дослідження теплопровідності твердого тіла..................................................... 44
1.4 Висновки до розділу 1 ................................................................................ 52
2. РОЗДІЛ 2 Методика експерименту...................................................... 54
2.1 Експериментальний стенд для дослідження теплового транспорту в
напівпровідникових поруватих структурах на основі кремнію....................... 54
2.2 Моделювання в одновимірному наближенні просторового розподілу
температурного збурення в двошаровому зразку при його опроміненні
прямокутно-модульованим випромінюванням.................................................. 59
14
2.3 Тарування фотоакустичних газомікрофонних комірок для дослідження
теплового транспорту в поруватих структурах на основі кремнію................. 61
2.4 Висновки до розділу 2 ................................................................................ 69
3. РОЗДІЛ 3 Фотоакустичні методи для визначення теплофізичних
властивостей шарів кремнієвих нанониток........................................................ 71
3.1 Досліджувані зразки ................................................................................... 72
3.2 Результати експериментальних досліджень та їх аналіз ........................ 73
3.2.1 Структурні дослідження вихідних шарів кремнієвих нанониток........ 73
3.2.2 Експериментальні дослідження теплофізичних і оптичних
властивостей кремнієвих нанониток фотоакустичними методами ................. 75
3.3 Висновки до розділу 3 ................................................................................ 81
4. РОЗДІЛ 4 Фотоакустичний метод для визначення теплофізичних
властивостей аморфізованого поруватого кремнію .......................................... 83
4.1 Досліджувані зразки ................................................................................... 83
4.2 Результати експериментальних досліджень та їх аналіз ........................ 85
4.2.1 Експериментальні дослідження морфології опромінених зразків ПК 85
4.2.2 Фотоакустичні дослідження. аморфізованого поруватого кремнію ... 91
4.2.3 Моделювання просторового розподілу температурного збурення в
зразку в одновимірному наближенні .................................................................. 94
4.2.4 Аналіз експериментальних результатів.................................................. 96
4.3 Висновки до розділу 4 .............................................................................. 100
5. РОЗДІЛ 5 Особливості теплового транспорту в мультишарових
поруватих напівпровідникових структурах на основі кремнію..................... 101
5.1 Особливості виготовлення мультишарових поруватих систем на основі
кремнію ................................................................................................................ 102
5.2 Результати експериментальних досліджень та їх аналіз ...................... 105
5.3 Висновки до розділу 5 .............................................................................. 113
15
ВИСНОВКИ......................................................................................................... 114
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ........................................................... 116
ДОДАТОК А........................................................................................................ 134
- bibliography:
- ВИСНОВКИ
На основі проведених експериментальних досліджень особливостей
фототермічного перетворення та індукованого електромагнітним
випромінюванням теплового транспорту в неоднорідних системах на основі
поруватого кремнію було:
1. Запропоновано модель формування фотоакустичного відгуку в системах
на основі поруватого кремнію з неоднорідним просторовим розподілом
теплофізичних та оптичних параметрів при газомікрофонному методі
реєстрації в класичній конфігурації. Модель дає змогу визначити
коефіцієнти температуропровідності та теплопровідності структур в
більш широкому діапазоні значень, чим напівемпірична модель
«критичної частоти». Зокрема, було отримано значення коефіцієнту
теплопровідності для впорядкованих масивів кремнієвих нанониток,
критична частота яких була поза діапазоном частот, які можна було
експериментально досягнути при газомікрофонному методі реєстрації.
2. Встановлено характер впливу наповнювача поруватої кремнієвої матриці
на зміну теплофізичних параметрів досліджуваної системи з різною
конфігурацією пор. Зокрема, показано, що приріст теплопровідності при
інкорпоруванні рідини в пори у системах з наявною фрактальною
морфологією значно вищий, ніж у системах з впорядкованою
структурою.
3. З’ясовано фізичні механізми модифікації теплопровідності поруватого
кремнію при опроміненні його поверхні іонами урану з енергією 110 МеВ
з різними дозами опромінення. Зокрема, за допомогою фотоакустичного
методу показано, що зменшення теплопровідності поруватого кремнію
при збільшенні дози опромінення його поверхні пов’язано зі збільшенням
частки аморфної фази в структурі.
115
4. Експериментально встановлено вплив просторового розподілу
поруватості в періодичних мультишарових структурах на основі
поруватого кремнію з субмікронною товщиною шарів та визначено
величину ефективного коефіцієнту теплопровідності в них.
Запропоновано модель зміни теплопровідності в таких структурах, яка
ґрунтується на наявності теплового опору інтерфейсу між шарами з
різною поруватістю.
5. Отримано залежність теплового опору інтерфейсу між шарами
поруватого кремнію від різниці поруватості між шарами. Встановлено,
що така залежність корелює з залежністю відбивання фононів від
інтерфейсу між шарами поруватого кремнію з різною поруватістю, яка
була отримана в рамках моделі акустичних імпендансів
- Стоимость доставки:
- 200.00 грн