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Thermodynamique

Posté par
Electromag45
08-03-23 à 18:56

Bonjour, je bloque sur la dernière question

On utilise très souvent les phénomènes de diffusion pour la fabrication des transistors dans l'industrie microélectronique, par exemple le bore dans un substrat de silicium.

On suppose que la diffusion a lieu suivant la direction O_x uniquement. On appelle D le coefficient de diffusivité et n(x,t)
la concentration de particules à t en x (n(x,t) est un nombre de particules par unité de volume). On note \vec{j} le vecteur de densité de courant particulaire. Le milieu occupe tout le demi-espace x>0.

A l'instant initial, la concentration en atomes est nulle partout sauf dans une faible épaisseur située en x=0. Soit Q le nombre de moles d'atomes implantés à la surface du matériau par unité de surface sur cette très faible épaisseur. Au cours de la diffusion, la quantité de particules Q présente dans le matériau reste constante (aucun atome ne quitte le matériau et aucun atome nouveau n'est implanté).

1. Établir l'équation aux dérivés partielles vérifiée par n(x,t)

\frac{\partial n(x,t)}{\partial t} = D \frac{\partial^2 n(x,t)}{\partial x^2}

On montre alors que la concentration de particules dans le matériau au cours de la diffusion est n(x,t)= B(t)\exp(\frac{-x²}{A(t)})
dans lequel A(t) et B(t) sont des fonctions du temps.

On donne l'intégrale :

\int_{0}^{\infty}\exp (-u²)=\sqrt(\Pi/2)

Déterminer les fonctions A(t) et B(t) en fonction de Q,D et t.

Merci d'avance !

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 08-03-23 à 19:18

Bonjour
n(x,t) doit vérifier l'équation différentielle fournie et le nombre total de particules est connu et peut être calculé à partir d'une intégrale faisant intervenir n(x,t)...
Je te laisse réfléchir et proposer une solution.

Posté par
Electromag45
re : Thermodynamique 11-03-23 à 10:23

Merci beaucoup vanoise !

Posté par
vanoise
re : Thermodynamique 11-03-23 à 22:19

Juste par curiosité et pour aider d'autres potentiels lecteurs de ce forum : tu peux indiquer ici les expressions de B(t) et A(t) que tu obtiens ?



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