Комп'ютерне моделювання структурних пошкоджень у монокристалах фосфіду галію

Abstract

Сучасні методи комп'ютерного моделювання дають змогу розрахувати енергії утворення різноманітних дефектів гратки і досліджувати вплив на них зовнішніх факторів. Ми застосували метод молекулярної динаміки для визначення основних параметрів, що характеризують радіаційні пошкодження у кристалах фосфіду галію: порогової енергії утворення дефекту Ed, енергії утворення вакансії, дивакансії, вакансійних пустот, атомів проникнення та антиструктурних дефектів. Одночасно із експериментальних даних, одержаних нами на опромінених електронами кристалах GaP, визначено величини порогових енергій зміщення атомів Ga та P: за зміною початкової швидкості видалення носіїв (dn/dΦ)Φ→0 та за падінням інтенсивності випромінювання зв'язаного екситону. Одержані значення Ed корелюють із даними комп'ютерного моделювання.

Современные методы компьютерного моделирования позволяют рассчитать энергии образования различных дефектов решетки и исследовать влияние на них внешних факторов. Мы применили метод молекулярной динамики для определения основных параметров, характеризующих радиационные повреждения в кристаллах фосфида галлия: пороговой энергии образования дефекта Ed, энергии образования вакансии, дивакансии, вакансионных пустот, атомов проникновения и антиструктурных дефектов. Одновременно из экспериментальных данных, полученных нами на облученных электронами кристаллах GaP, определены величины пороговых энергий смещения атомов Ga и P: по изменению начальной скорости удаления носителей (dn/dΦ)Φ→0 и по падению интенсивности излучения связанного экситона. Полученные значения Ed коррелируют с данными компьютерного моделирования.

Modern methods of computer simulation allow calculating the creation energy of lattice defects and their changes caused by external factors. We use the molecular dynamics method to study main parameters of radiation defects in GaP: threshold energy of defect formation Ed and the energies of formation of a vacancy, a double vacancy, vacancy cavities, penetrating atoms, and antistructural defects. Values of threshold shift energies of P and Ga atoms are obtained from experimental data obtained on electron-irradiated crystals, namely: changes of the initial velocity of carrier removal (dn/dΦ)Φ→0 and a decrease of the emission intensity of a bound exciton. The obtained values of Ed correlate with the results of the computing modeling.