vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2014-2-65-70vguit-761Research ArticleИнформационные технологии, моделирование и управлениеInformation technologies, modeling and managementМОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АМОРФНОГО КРЕМНИЯAMORPHOUS SILICON ELECTRONIC STRUCTURE MODELING AND BASIC ELECTRO-PHYSICAL PARAMETERS CALCULATIONГолоденкоБ. А.GolodenkoB. A.

Профессор кафедра информационных и управляющих систем тел. (473) 255-38-75

Professor Department of informational and control systems phone (473) 255-38-75

post-stamp-bag@yandex.ruГолоденкоА. Б.GolodenkoA. B.

к.ф.-м.н. кафедра информационных и управляющих систем

associate Professor Department of informational and control systems phone (473) 255-38-75

Воронеж. гос. ун-т. инж. технол.РоссияVoronezh state university og engineering technologyRussian Federation201410122015026570Copyright © Голоденко Б.А., Голоденко А.Б., 20142014Голоденко Б.А., Голоденко А.Б.Golodenko B.A., Golodenko A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/761

Реферат. Уникальные технологические свойства аморфных полупроводников относят их к перспективным материалам электронной техники. Однако отсутствие достоверных сведений об атомной структуре аморфных материалов существенно препятствует расчёту их электронных состояний и электрофизических свойств. Решение поставленной проблемы даёт авторская методика фрактального моделирования аморфных структур. Методика позволила рассчитать трёхмерные координаты атомов модельного кластера аморфного кремния, методами квантовой химии установить спектр и плотность его электронных состояний и вычислить основные электрофизические свойства модельного кластера. При этом определены численные значения ширины запрещённой зоны, уровня Ферми и концентрации электронов в валентной зоне и зоне проводимости модельного кластера. Полученные результаты обеспечивают реальную возможность целенаправленного управления типом и концентрацией носителей заряда аморфного полупроводника и позволяют установить связь между атомным строением и другими физическими свойствами аморфного вещества, в частности, его теплоёмкостью, магнитной восприимчивостью и другими термодинамическими величинами.

Summary. The amorphous semiconductor has any unique processing characteristics and it is perspective material for electronic engineering. However, we have not authentic information about they atomic structure and it is essential knot for execution calculation they electronic states and electro physical properties. The author's methods give to us decision such problem. This method allowed to calculation the amorphous silicon modeling cluster atomics Cartesian coordinates, determined spectrum and density its electronic states and calculation the basics electro physical properties of the modeling cluster. At that determined numerical means of the energy gap, energy Fermi, electron concentration inside valence and conduction band for modeling cluster. The find results provides real ability for purposeful control to type and amorphous semiconductor charge carriers concentration and else provides relation between atomic construction and other amorphous substance physical properties, for example, heat capacity, magnetic susceptibility and other thermodynamic sizes.

аморфный кремнийфрактальная модельэлектронная структураквантово-химическое моделированиеamorphous siliconfractal modelelectronic structurequantum-chemical modelingReferencesСмит Р. Полупроводники: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 560 с. Smith R. Poluprovodniki [Semiconductors]. Moscow, Mir, 1982. 560 p. (In Russ.).Смит Р. Полупроводники: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 560 с. Smith R. Poluprovodniki [Semiconductors]. Moscow, Mir, 1982. 560 p. (In Russ.).Хамакавы Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. М.: Металлургия, 1986. 376 с. Hamakawa Y. Amorfnye poluprovodniki i pribory na ikh osnove [Amorphous semiconductors technologies & devices]. Moscow, Metallurgiia, 1986. 376 p. (In Russ.).Хамакавы Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. М.: Металлургия, 1986. 376 с. Hamakawa Y. Amorfnye poluprovodniki i pribory na ikh osnove [Amorphous semiconductors technologies & devices]. Moscow, Metallurgiia, 1986. 376 p. (In Russ.).Бродски М. Аморфные полупроводники: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 419 с. Brodski M. Amorfnye poluprovodniki [Amorphous semiconductors]. Moscow, Mir, 1982. 560 p. (In Russ.).Бродски М. Аморфные полупроводники: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 419 с. Brodski M. Amorfnye poluprovodniki [Amorphous semiconductors]. Moscow, Mir, 1982. 560 p. (In Russ.).Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах: в 2-х томах. М.: Мир, 1982. Т. 1. 368 с. Т. 2. 296 с. Mott N., Davis E. Elektronnye protsessy v nekristallicheskikh veshchestvakh [Electron processes in non-crystalline materials]. Moscow, Mir, 1982, vol. 1. 368 p. vol. 2. 296 p. (In Russ.).Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах: в 2-х томах. М.: Мир, 1982. Т. 1. 368 с. Т. 2. 296 с. Mott N., Davis E. Elektronnye protsessy v nekristallicheskikh veshchestvakh [Electron processes in non-crystalline materials]. Moscow, Mir, 1982, vol. 1. 368 p. vol. 2. 296 p. (In Russ.).Голоденко А. Б., Голоденко Б. А. Фрактальное моделирование механизма порождения аморфности тетраэдрической атомной структуры // Нано- и микросистемная техника. 2012. № 11. С. 23-27. Golodenko A. B., Golodenko B. A. Fractal modeling the mechanism of generation amorphous tetrahedral nuclear structures. Nano- i mikrosistemnaia tekhnika. [Nano- and microsystems techniques], 2012, no. 11. pp. 23-27. (In Russ).Голоденко А. Б., Голоденко Б. А. Фрактальное моделирование механизма порождения аморфности тетраэдрической атомной структуры // Нано- и микросистемная техника. 2012. № 11. С. 23-27. Golodenko A. B., Golodenko B. A. Fractal modeling the mechanism of generation amorphous tetrahedral nuclear structures. Nano- i mikrosistemnaia tekhnika. [Nano- and microsystems techniques], 2012, no. 11. pp. 23-27. (In Russ).Терещенко О.Е., Костюрина А.Г. Определение ширины запрещённой зоны полупроводника: Описание лабораторной работы практикума по электричеству и магнетизму. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 2004. 26 с. Tereshchenko O.E., Kostiurina A.G. Opredelenie shiriny zarpeshchennoi zony poluprovodnika [Semiconductors forbidden zone width calculation: electricity and magnetism the laboratory task]. Novosibirsk, Novosibirskii gos. un-t, 2004. 26 p. (In Russ.).Терещенко О.Е., Костюрина А.Г. Определение ширины запрещённой зоны полупроводника: Описание лабораторной работы практикума по электричеству и магнетизму. Новосибирск: Новосибирский гос. ун-т, 2004. 26 с. Tereshchenko O.E., Kostiurina A.G. Opredelenie shiriny zarpeshchennoi zony poluprovodnika [Semiconductors forbidden zone width calculation: electricity and magnetism the laboratory task]. Novosibirsk, Novosibirskii gos. un-t, 2004. 26 p. (In Russ.).Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергоатомиздат, 1985. 392 с. Shalimova K.V. Fisika poluprovodnikov [Semiconductors physics]. Мoscow, Energoatomizdat, 1985. 392 p. (In Russ.).Шалимова К.В. Физика полупроводников. М.: Энергоатомиздат, 1985. 392 с. Shalimova K.V. Fisika poluprovodnikov [Semiconductors physics]. Мoscow, Energoatomizdat, 1985. 392 p. (In Russ.).Кaрдона М., Петер Ю. Основы физики полупроводников: пер. с англ. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 560 с Cardona M., Peter Y. Osnovy fiziki poluprovodnikov [Fundamentals of semiconductors physics and materials properties]. Мoscow, PHIZMATLIT, 2002. 560 p. (In Russ.).Кaрдона М., Петер Ю. Основы физики полупроводников: пер. с англ. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 560 с Cardona M., Peter Y. Osnovy fiziki poluprovodnikov [Fundamentals of semiconductors physics and materials properties]. Мoscow, PHIZMATLIT, 2002. 560 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.