[发明专利]一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法

权利要求书

1.一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：定义硅基变量c；

步骤二：建立相场总自由能模型，所述的相场为电场；

步骤三：改变相场总自由能模型的电势参数，求解硅原子的控制方程并进行仿真。

2.根据权利要求1所述的一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步骤一，c是随时间在空间上的变化参数，代表硅基内部的微观结构的演化过程，c＝1表示硅，c＝0表示无硅。

3.根据权利要求1所述的一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步骤二，相场中包含多种能量和动力，其中，能量包括化学能、静电能，动力包括硅原子的迁移、扩散过程。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步骤二具体包括：

相场的硅基结构成形的总自由能G表示为：

其中，f(c)表示化学能，为拉普拉斯算子，ε₀为真空介电常数，ε_r为介质的相对介电常数，φ为电场强度；V为硅基的体积；

硅基晶格缺陷修复的动力由化学势能μ发生变化而产生；

化学势能μ表示为：

是单位体积分数的能量变化；

由Cahn-Hilliard非线性方程以及质量守恒定律进行推导得到变量c的控制方程：

其中，f₀表示化学能密度；J表示硅原子在空间上迁移运动产生的通量；M表示硅原子的迁移率；

利用向后差分法和半隐式傅里叶谱方法得到：

其中，n代表n次方即迭代n次；P是式(4)中Pⁿ的展开式；t表示时间；符号∧和k都表示傅里叶变换，ch表示Cahn系数，A表示常系数。

5.根据权利要求4所述的一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，改变总自由能方程中的电势参数，计算化学势能μ的值和cⁿ，并得到的值，利用傅里叶逆变换由解出cⁿ⁺¹的值。

6.根据权利要求1所述的一种利用电场修复硅基晶格缺陷的建模方法，其特征在于，步骤三，利用C语言编程求解硅原子的控制方程，并导入Tecplot软件进行可视化处理，总结模拟硅基晶格缺陷的修复过程。