| دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
|
|
| عنوان فارسی مقاله: |
مدل ترمودینامیکی ساده برای داپ کردن و آلیاژسازی نانوذرات |
| عنوان انگلیسی مقاله: |
A simple thermodynamic model for the doping and alloying of nanoparticles |
|
|
| مشخصات مقاله انگلیسی و ترجمه فارسی | |
| سال انتشار | 2011 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 6 صفحه با فرمت pdf |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 10 صفحه با فرمت word به صورت تایپ شده با قابلیت ویرایش |
| رشته های مرتبط با این مقاله | مهندسی برق و مهندسی مواد |
| گرایش های مرتبط با این مقاله | افزاره های میکرو و نانو الکترونیک، نانو مواد و شکل دادن فلزات |
| مجله | فناوری نانو (Nanotechnology) |
| دانشگاه | گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه دلاور، نیوآرک، ایالات متحده آمریکا |
| رفرنس | دارد |
| لینک مقاله در سایت مرجع | لینک این مقاله در سایت IOP |
| نشریه IOP |  |
بخشی از ترجمه:
چکیده
ورود ناخالصی در نانوذرات با استفاده از ترمودینامیک مدلسازی شده است. برای ذرات کوچک، ورود ذرات به صورت نامنظم کاهش می یابد که مشکلاتی را برای داپ کردن بوجود می آورد. ما نشان می دهیم که انرژی آزاد ناخالصی های سطحی در نانوذرات کوچک کمتر از انرژی تجمع یافتن ناخالصی هسته می باشد، به همین دلیل به صورت ترجیحی داپ کردن سطحی اتفاق می افتد. اندازه بحرانی برای داپ کردن هسته ها نامشخص است، این اندازه کمتر از مقداری است که از لحاظ انرژی نامطلوب است. ما نشان می دهیم که موارد بیشتری از غلظت در حالت بالک امکان پذیر است که مطابق با افزایش آلیاژسازی می باشد.
(برخی عکس ها در این مقاله تنها در نسخه الکترونیکی، رنگی هستند)
مقدمه
داپ کردن نیمه رساناها یک روش مناسب است که برای تغییر خواص الکتریکی و نوری وسایل استفاده می‌شود [١]. در سال های اخیر کارهای چشمگیری بر روی داپ کردن نانوذرات و نانوساختارها انجام شده است که هر کدام به میزانی موفقیت آمیز بوده اند [۶-٢]. در حالیکه امکان داپ کردن نانوذرات وجود دارد، قابلیت وارد کردن ناخالصی در هسته ساختار با کاهش اندازه نانوذرات به طور فزاینده ای دشوار می شود [٨، ٧، ۵]. سینتیک و ترمودینامیک که دو نیروی کنترل کننده هستند به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته اند [١٠-٧]. پیوند اتم‌های ناخالصی به سطح نانوذرات (که مکانیزم محرک داپ شدن نانوذرات در مدل سینتیکی فرض می شود [٩]) نیازمند فرضیات بسیار و محاسبات پیچیده می باشد. اینکه داپ کردن به عنوان یک فرآیند کاملاً ترمودینامیکی در نظر گرفته شود نیازمند چند فرض کوچک است (شکل ذره، ساختار و …) که منجر به یک مدل خوب خواهد شد که می توان آن را به صورت جزئی به سیستم های نیمه رسانای مختلفی توسعه داد. ما از یک مدل ترمودینامیکی ساده استفاده می کنیم که در آن از انرژی آزاد گیبس، آنتالپی و آنتروپی به گونه ای که با داپ کردن ارتباط دارند استفاده شده است. این مدل ساده یک چشم انداز فیزیکی و فهمی در رابطه با یک فرآیند پیچیده دیگر ارائه می دهد. ما پیشنهاد می کنیم که ترمودینامیک به تنهایی برای توضیح خواص داپ کردن نانوذرات کافی است.
بخشی از مقاله انگلیسی:
Abstract
Impurity incorporation into nanoparticles is modeled using thermodynamics. For small particles, entropically driven impurity incorporation is reduced, rendering doping difficult. We show that the free energy of surface impurities in small nanoparticles is lower than core impurities, surface doping therefore occurs preferentially. A critical size for core doping is identified, below which it is energetically unfavorable. In all cases, core impurity concentration is reduced as particle size decreases. We show larger than bulk impurity concentrations are possible, corresponding to increased alloying. (Some figures in this article are in colour only in the electronic version).
1. Introduction
Doping of semiconductors is a well-established technique used to tailor the electrical and optical properties of devices [1]. In recent years, considerable work on the doping of nanoparticles and nanostructures has been carried out, with varying levels of success [2–6]. While it is possible to dope nanoparticles, as their size decreases, the ability to incorporate impurities into the core of the structure becomes increasingly difficult [5, 7, 8]. The two governing forces, kinetics and thermodynamics, have both been studied extensively [7–10]. The binding of impurity atoms to the surface of nanoparticles—which is the assumed mechanism driving nanoparticle doping in the kinetics model [9]—requires many assumptions and complex calculations. Treating doping as a purely thermodynamic process involves only a few minor assumptions (particle shape, structure, etc), which leads to a more well-defined model that can be trivially extended to various semiconductor systems. We employ a simple thermodynamic model, considering Gibbs free energy, enthalpy, and entropy as they relate to doping. This simple model provides physical insight and understanding into an otherwise complicated phenomenon. We propose that thermodynamics on its own is sufficient to explain the doping properties of nanoparticles.
| دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
|
|
| عنوان فارسی مقاله: |
مدل ترمودینامیکی ساده برای داپ کردن و آلیاژسازی نانوذرات |
| عنوان انگلیسی مقاله: |
A simple thermodynamic model for the doping and alloying of nanoparticles |
|
|