|
|
Особенности Д. н. обусловлены большой ls(^i см) даже в конденсиров, средах, а в случае сред, не содержащих водород, ≈ также малым относит, изменением их анергии при одном столкновении. Поэтому нейтроны медленно приходят в тепловое равновесие со средой, и если среда неоднородна или поглощает нейтроны разных энергий неравновероятно, то распределение их по скоростям может заметно отличаться от макс-велловского,
Д. н. играет существ, роль в работе ядерных реакторов, а также при использовании нейтронов для неразрушающего элементного и структурного анализа (см. А ктивационный анализ], в частности в геофизике для нейтронного каратажа скважин. В этой связи часто требуется рассчитать потоки нейтронов как ф-ции координат и скоростей (а иногда и времени). Эти потоки описываются кинетическим уравнением Болъцмана* Наиб, универсальный метод их численного расчета ≈ Монте-Карло метод.
Лит.: Б е к у р ц К,, В и р т ц К., Нейтронная физика, пер. с англ., М., 1968; М а р ч у н Г. И., Лебедев В. И., Численные методы в теории переноса нейтронов, 2 изд.,М,, 1981; Теоретические и экспериментальные проблемы нестационарного переноса нейтронов, под ред. В. В. Орлова, Э. А. Стумбура, М., 1У72, Смолов В. В., Лекции по теории переноса нейтронов, 2 изд., М., 1978; Шапиро Ф. Л,, Собр. трудов, кн, 1 ≈ Физика нейтронов, М., 1976; Франя-Каивыецкнй А. Д., Моделирование траекторий нейтронов при расч╦те реакторов методом Монте-Карло, М., 1978. М. В. Казарновский.
ДИФФУЗИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОД-
НИКАХ ≈ перемещение носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниках, обусловленное неоднородностью их концентраций. Количественной мерой Д. н. 3. в п. являются коэф. диффузии электронов и дырок 1>э, Пя ≈ коэф. пропорциональности между градиентом концентрации и диффузионным потоком соответствующих носителей (обычно />8>/)д). Плотность тока проводимости, создаваемого в полупроводнике носителями каждого типа, складывается из плотности дрейфового и диффузионного токов:
grad и; p.
Здесь е ≈ абс. величина заряда электрона, Е ~ напряж╦нность электрич. поля, пир ≈ концентрации электронов и дырок, и.э, цд ≈ их подвижности. Вблизи состояния термодинамяч. равновесия коэф, диффузии носителей в невырожденном полупроводнике связаны с и од в иж ноет ям и соотношением Эйнштейна:
(1)
ответствугощих носителей, прич╦м коэф. пропорциональности (коэф. биполярной диффузии) равен:
∙ж» I V\\.
(2)
где Т ≈ абс. темп-pa. Вдали от равновесного состояния соотношение Эйнштейна может парушаться. Д. н. з. в п. обладает рядом особенностей, отличающих е╦, напр., от диффузии нейтральных частиц в газе. Прежде всего, перенос заряда при Д. ц. з. в п. приводит к возникновению объемного заряда и электрич. поля, к-рое необходимо учитывать в выражениях для плотности тока. В полупроводниках с ионоаолярноп (примесной) проводимостью нарушение зарядовой нейтральности происходит на расстояниях порядка дебаевской длины экранирования.
Др. особенность Д, и. з. в п. определяется наличием носителей двух знаков о полупроводниках с биполярной проводимостью: Объ╦мный заряд, возникающий при диффузии носителей одного типа, может компенсироваться носителями др. типа. Обычно коэф. диффузии носителей разного знака различны. Поле объ╦много заряда замедляет белее подвижные и ускоряет менее подвижные носители. В результате происходит совместное перемещение носителей заряда обоих знаков, имеющее характер диффузии (биполярная, или а мб и полярная, диффузия). Диффузион-ныс потоки электронов и дырок при биполярной диф-О9и фузии пропорциональны градиентам концентрации со-
Для полупроводника л-типа (гс»р) D^Dp, для полупроводника р-типа (р^>п) D ss Z)rt, т. е, в обоих случаях D совпадает с коэф. диффузии неосновных носителей. Это связано с нейтрализацией возникающего объ╦много заряда осн. носителями. Для собств. полупроводника (n=p = nj) D ≈ 2D$D При D9>Z)il выполняется неравенство
Д. н. 3. в п. сопровождается рекомбинацией носителей заряда в полупроводниках. В результате при биполярной диффузии яеравновесных носителей диффузионный поток проникает на расстояния порядка диффузионной длины носителей от источника неравновесных носителей.
Распределение концентрации неравиовесных неосновных носителей (дырок в полупроводнике «-типа) в отсутствие внеш. полей описывается ур-нием диффузии:
i (3)
где тд ≈ время жизни дырок, Q^t, r) ≈ мощность источника неравновесных дырок, г ≈ пространств. координата точки (от точки генерации). Аналогичное ур-ние имеет место для неравновесных электронов в полупроводнике р-типа.
v L ' п J
Д. н. з. в л. может осложняться процессами захвата носителей на т. н. уровни прилипания. Биполярная Д. н. з. в п. является причиной Дембера эффекта, Фо-томагнитоэлектрического эффекта и др. Она определяет работу ряда полупроводниковых приборов ≈ полупроводникового диода, транзистора и др.
Лит.: Бонч-Бруевич В, Л,, Калашников С. Г., Физика полупроводников, М., 1977; 3 с е г е р К., Физика полупроводников, пер. с англ., М., 1У77.
Э. ДТ. Эпштейи.
ДИФФУЗИЯ ЧАСТИЦ В ПЛАЗМЕ ≈ самопроизвольное направленное движение компонент плазмы, стремящееся выровнять пространственные распределения кон-центраций. В слабоионизованной плазме ≈ это, напр., диффузия электронов и ионов с газе нейтральных частиц (к стенкам). В полностью ионизованной плазме в магн. поле Д. ч, в п. заключается во взаимном проникновении заряж. частиц во внеш. области окружающего магн. поля и, наоборот, магн. поля в плазму. Клас-сич, (столкновит.) диффузия зарнж. частиц в магн. поле резко анизотропна. Причина заключается в различии продольного и поперечного коэф. диффуаии, определяемых разл, шагом случайных блужданий. Вдоль маги, поля (как и без поля) шаг равен свободному пробегу частиц и продольный коаф. диффузии электронов De« значительно больше ионного Dщ.
Поперечный коэф. диффузии, определяемый циклотронным радиусом частиц, для ионов (D^^) оказывается
значительно больше (в неполностью ионизов. плазме) электронного (Ве±)- При Д. ч. в п. число заряж. частиц разного знака, уходящих из каждого элемента объ╦ма, должно быть одинаковым (равенство дивергенций потоков). Позтому резкая анизотропия коэф. диффузии приводит к возникновению самосогласованного электрич. поля и во мн. случаях протеканию под его воздействием вихревых токов. Такие токи усложняют и ускоряют процесс выравнивания концентраций заряж. частиц (см. Амбипалярная диффузия}. К существ, увеличению поперечных коэф. Д. ч. в п. по сравнению с классическими приводят неустойчивости плазмы {т. н. турбулентна л диффузия). См, также Переноса процессы в пла;.ше. А. П. Жилинский. ДИФФУЗНОЕ ОТРАЖЕНИЕ ≈ рассеяние света по всевозможным направлениям. Различают две осн. формы Д. о.: рассеяние света на микронеровностях поверхности (поверхностное рассеяние) и рассеянно в объ╦ме тела, связанное с присутствием
")
}
