[發(fā)明專利]一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110388548.8
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113033058A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 虞曉韓;黃日鵬;朱偉華;吳正揚;李子燁;張俐楠
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：定義硅基變量c；

步驟二：建立相場總自由能模型，所述的相場為電場；

步驟三：改變相場總自由能模型的電勢參數(shù)，求解硅原子的控制方程并進行仿真。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步驟一，c是隨時間在空間上的變化參數(shù)，代表硅基內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)的演化過程，c＝1表示硅，c＝0表示無硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步驟二，相場中包含多種能量和動力，其中，能量包括化學(xué)能、靜電能，動力包括硅原子的遷移、擴散過程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步驟二具體包括：

相場的硅基結(jié)構(gòu)成形的總自由能G表示為：

其中，f(c)表示化學(xué)能，為拉普拉斯算子，ε₀為真空介電常數(shù)，ε_r為介質(zhì)的相對介電常數(shù)，φ為電場強度；V為硅基的體積；

硅基晶格缺陷修復(fù)的動力由化學(xué)勢能μ發(fā)生變化而產(chǎn)生；

化學(xué)勢能μ表示為：

是單位體積分?jǐn)?shù)的能量變化；

由Cahn-Hilliard非線性方程以及質(zhì)量守恒定律進行推導(dǎo)得到變量c的控制方程：

其中，f₀表示化學(xué)能密度；J表示硅原子在空間上遷移運動產(chǎn)生的通量；M表示硅原子的遷移率；

利用向后差分法和半隱式傅里葉譜方法得到：

其中，n代表n次方即迭代n次；P是式(4)中Pⁿ的展開式；t表示時間；符號∧和k都表示傅里葉變換，ch表示Cahn系數(shù)，A表示常系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，改變總自由能方程中的電勢參數(shù)，計算化學(xué)勢能μ的值和cⁿ，并得到的值，利用傅里葉逆變換由解出cⁿ⁺¹的值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用電場修復(fù)硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步驟三，利用C語言編程求解硅原子的控制方程，并導(dǎo)入Tecplot軟件進行可視化處理，總結(jié)模擬硅基晶格缺陷的修復(fù)過程。