Ширяев Денис 11 класс ГОУ ДОД центр «Поиск» Научный руководитель: Соколенко Е.В.

Изучить влияние Al на структуру кристалла. Изучить влияние О на структуру кристалла. На основе полученных данных создать эффективную методику для создания полупроводниковых элементов.

Построение структуры. Насыщение оборванных связей водородом для стабилизации структуры. Оптимизация структуры методами молекулярной механики, затем полуэмпирическим методом РМ3. Для построения ИК спектров полученные моды частот мы преобразовали в гауссово распределение с полушириной 20 (1/см) и затем суммировали.

Si 35 O 36 H 36 ; Si – розовые, О – красные, H – синие атомы Si 35 O 30 H 23 ; Si – розовые, О – красные, H –синие атомы Si 35 H 36 ; Si – фиолетовые, H –синие атомы

Не окисленный кластер Si 35 H 36 ; Электронная плотность на ВЗМО (-8,31эВ) Окисленный кластер Si 35 O 36 H 36, электронная плотность ВЗМО (-6,87эВ).

Si 68 H 56 ; Si –фиолетовые, H –синие атомы Si 71 O 50 H 38 ; Si – фиолетовые, О - красные, H – синие атомы

Не окисленный кластер Si 68 H 56, электронная плотность ВЗМО (-7,9 эВ) Окисленный кластер Si 62 O 6 H 44, электронная плотность ВЗМО (-7,57 эВ)

Кластер Энергия связи, ккал/моль Колебательные моды Si-Si Колебательные моды Si-O Колебательные моды Si=O Колебательные моды Si-O-Si Si 35 H ,32435;421 Si 35 O 36 H ,71435; ;864;906; 1022 Si 35 O 30 H ,9435; ;864;906; Si 68 H ,9103; ;864;906; 1022 Si 62 O 6 H , Si 66 AlPH ,88191;283; Si 71 O 50 H ,18191;283; ;1060

1) Моделируя процессы нанесения алюминиевых электродов на поверхность кремниевых нанокристаллов, мы обнаружили, что система является термодинамически неустойчивой. Атомы алюминия активно диффундируют внутрь кристалла. Этот процесс замедляет наличие кислорода на поверхности нанокристалла. 2) Анализируя графики поглощения инфракрасного спектра, мы пришли к следующим выводам: a. С ростом размеров кластера спектры существенно упрощаются, что подтверждает формирование правильной регулярной структуры. b. Окисление поверхности кластера увеличивает интенсивность поглощения ИК спектра, что повышает эффективность фотоэлектрического элемента.