Застосування метода множинного кореляційного аналізу для моделювання фізичних властивостей кристалів (на прикладі арсеніду галію)

Autor: Litvinova, Maryna, Andrieieva, Nataliia, Zavodyannyi, Viktor, Loi, Sergii, Shtanko, Olexandr
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 12 (102) (2019): Матеріалознавство; 39-45
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 12 (102) (2019): Материаловедение; 39-45
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 12 (102) (2019): Materials Science; 39-45
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The use of modern applied computer programs expands the possibility of multicomponent statistical analysis in materials science. The procedure for applying the method of multiple correlation and regression analysis for the study and modeling of multifactorial relationships of physical characteristics in crystalline structures is considered. The consideration is carried out using single crystals of undoped gallium arsenide as an example. The statistical analysis involved a complex of seven physical characteristics obtained by non-destructive methods for each of 32 points along the diameter of the crystal plate. The data array is investigated using multiple correlation analysis methods. A computational model of regression analysis is built. Based on it, using the programs Excel, STADIA and SPSS Statistics 17.0, statistical data processing and analytical study of the relationships of all characteristics are carried out. Regression relationships are obtained and analyzed in determining the concentration of the background carbon impurity, residual mechanical stresses, and the concentration of the background silicon impurity. The ability to correctly conduct multiple statistical analysis to model the properties of a GaAs crystal is established.New relationships between the parameters of the GaAs crystal are revealed. It is found that the concentration of the background silicon impurity is related to the vacancy composition of the crystal and the concentration of cents EL2. It is also found that there is no relationship between the silicon concentration and the value of residual mechanical stresses. These facts and the thermal conditions for the formation of point defects during the growth of a single crystal indicate the absence of a redistribution of background impurities during cooling of an undoped GaAs crystal.The use of the multiple regression analysis method in materials science allows not only to model multifactor bonds in binary crystals, but also to carry out stochastic modeling of factor systems of variable composition
Применение современных прикладных компьютерных программ расширяет возможность проведения многокомпонетного статистического анализа в материаловедении. Рассмотрена процедура применения метода множественного корреляционно-регрессионного анализа для исследования и моделирования многофакторных связей физических характеристик в кристаллических структурах. Рассмотрение осуществлялось на примере монокристаллов нелегированного арсенида галлия. В выполненном статистическом анализе был задействован комплекс из семи физических характеристик, полученных неразрушающими методами для каждой из 32 точек вдоль диаметра кристаллической пластины. Массив данных исследовался методами множественного корреляционного анализа. Была построена расчётная модель регрессионного анализа. На её основе с использованием программ Excel, STADIA и SPSS Statistics 17.0 проведена статистическая обработка данных и аналитическое изучение взаимосвязей всех характеристик. Получены и проанализированы регрессионные соотношения при определении концентрации фоновой примеси углерода, остаточных механических напряжений и концентрации фоновой примеси кремния. Была установлена возможность корректного проведения множественного статистического анализа для моделирования свойств кристалла GaAs.Выявлены новые взаимосвязи между параметрами кристалла GaAs. Установлено, что концентрация фоновой примеси кремния связана с вакансионным составом кристалла и значением концентрации центов EL2. Также установлено отсутствие связи концентрации кремния с величиной остаточных механических напряжений. Эти факты и термические условия формирования точечных дефектов при выращивании монокристалла свидетельствуют об отсутствии перераспределения фоновых примесей в процессе охлаждения кристалла нелегированного GaAs.Использование метода множественного регрессионного анализа в материаловедении позволяет не только моделировать многофакторные связи в бинарных кристаллах, но и осуществлять стохастическое моделирование факторных систем переменного состава
Застосування сучасних прикладних комп'ютерних програм розширює можливість проведення многокомпонетного статистичного аналізу в матеріалознавстві. В роботі розглянуто процедуру застосування методу множинного кореляційно-регресійного аналізу для дослідження і моделювання багатофакторних зв'язків фізичних характеристик у кристалічних структурах. Розгляд здійснено на прикладі монокристалів нелегованого арсеніду галію. У виконаному статистичному аналізі був задіяний комплекс із семи фізичних характеристик, отриманих неруйнівними методами для кожної з 32 точок вздовж діаметра кристалічної пластини. Масив даних досліджувався методами множинного кореляційного аналізу. Була побудована розрахункова модель регресійного аналізу. На її основі з використанням програм Excel, STADIA і SPSS Statistics 17.0 проведено статистичну обробку даних і аналітичне вивчення взаємозв'язків всіх характеристик. Отримано і проаналізовано регресійні співвідношення при визначенні концентрації фонової домішки вуглецю, залишкових механічних напружень і концентрації фонової домішки кремнію. Була встановлена можливість коректного проведення множинного статистичного аналізу для моделювання властивостей кристала GaAs.Виявлено нові взаємозв'язки між параметрами кристала GaAs. Встановлено, що концентрація фонової домішки кремнію пов'язана з вакансійним складом кристала і значенням концентрації центів EL2. Також встановлено відсутність зв'язку концентрації кремнію з величиною залишкових механічних напружень. Ці факти і термічні умови формування точкових дефектів при вирощуванні монокристалів свідчать про відсутність перерозподілу фонових домішок в процесі охолодження кристала нелегованого GaAs.Використання методу множинного регресійного аналізу в матеріалознавстві дозволяє не тільки моделювати багатофакторні зв'язки в бінарних кристалах, а й здійснювати стохастичне моделювання факторних систем змінного складу
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: