Все науки. №10, 2024. Международный научный журнал

УДК: 519.712 / 53.023

Аннотация. В статье представлено исследование по выведению общего динамического уравнения электропроводности с учётом дополнительных внешних факторов с созданием различного стороннего поля. Также представлен наглядный пример на основе полупроводников CdTe и Si, организующие единый элемент. Для вывода соответствующего уравнения затронут метод непосредственного выведения уравнения теплопроводности от частичного прообраза уравнения Гельмгольца с последующим его сведением от уравнения Лапласа в электростатическом моделировании. В заключении приводиться само уравнение, граничные условия по указанной модели и эмпирические данные полученные при реализации модели.

Ключевые слова: электростатика и теория электромагнетизма, электропроводность, уравнение Лапласа, динамическое дифференциальное уравнение в частных производных.

Увеличение разнообразия имеющихся материалов с различными проводящими свойствами, переменной концентрацией свободных зарядов в них различного характера открывает большие возможности перед современной технической наукой. Среди числа подходящий под выше представленное определение попадают полупроводники с различной структурой, с использованием легирования на смежных материалах [1—2; 11]. Вместе с этим, существует также технология использования полупроводников для создания одноимённых элементов, где также может выступать кремний, с его примесями, среди которых может выступать чистый кристаллический кремний, смесь кремния и бора, кремния и фосфора, а также прочие комбинации полупроводников [2—4; 7—12; 15—16].

При использовании нескольких элементов типа p-n, n-p, p-n-p и n-p-n необходимо моделировать ситуацию, которая могла бы описывать выбранный случай при помощи соответствующих уравнений. На сегодняшний день активно применялись эмпирические работы в данном ключе [5—10; 12—16], в том числе с непосредственным использованием систем квантового моделирования, где учитываются эффекты туннелирования, частичного создания запутанных электронов и прочие квантовые эффекты, следующие из известных закономерностей [2; 7—11; 14—15]. Аналогичные работы осуществлялись ранее также в рамках исследований по CdTe-SiO_>2-Si [2—6; 8] о чём также упоминается в настоящем исследовании. Однако, в каждом из представленных случаев исследование не были исследованы аналитическим образом с применением соответствующих дифференциальных уравнений в частных производных [17—21].

Известный на данный момент математический аппарат является дискретным, что исключает возможность учёта всех необходимых параметров, благодаря чему образуется проблема, согласно которой могут быть неопределенны слепые зоны в том или ином случае, где анализируется отдельно взятое явление. Исходя из всех указанных утверждений настоящее явление является актуальным.

В ходе исследования были использованы методы математического преобразования, формирования дифференциальных уравнений в частных производных, использования аналитического моделирования с переведением в аналитическую форму дискретных выражений. В качестве материалов исследования принят нынешний математический аппарат по исследованию соответствующих явлений, эмпирические и дискретные данные, полученные в ходе исследований анализируемого класса.