Diffusion Coefficient, Diffusivity   확산 계수

(2024-11-03)

확산 상수, 확산율


1. 확산 계수 (Diffusivity, Diffusion Coefficient)  :  [㎠/s]입자 농도 기울기에 따른 이동 용이성 (비례 상수)

  ㅇ 확산 계수가 클수록, 확산이 빠르게 진행됨


2. 확산 계수의 표현식입자유량 밀도(유속) 및 농도 기울기(농도 변화량) 간의 관계식인 픽 법칙(Fick Law)으로부터,
      
[# F = - D \; \nabla n = - D \frac{dn}{dx} \quad \text{(1 dimension)} #]
- F : 입자의 순 유량 밀도(Net Flow Density) [1/(㎠·s)] . 유량 밀도 = 농도[개/㎥] x 이동속도[m/s] (입자수 관점) = ρv [g/㎠·s] (질량 관점) - (-) : 농도가 감소하는 방향으로(작은쪽으로) 확산 이동함을 의미 - D : 확산 계수 (비례 상수) [㎠/s] . 이동 용이성을 나타내는 계수 - n : 입자 농도 [개/㎤] - dn/dx : 농도 기울기(Concentration Gradient) [(개/㎤)·(1/㎝)] . 물질 조성(성분)의 거리에 따른 농도 변화율 3. 확산 계수의 영향 요소 ㅇ 확산 계수 D 에 영향을 끼치는 요소로는, - 격자구조(물질종류),온도,불순물 등에 의존함 - 의존성 : 지수 비례적, D ∝ exp(−Ea/kT) . (D : 확산율, Ea : 활성화 에너지, k : 볼츠만상수, T : 절대온도) 4. [참고사항] ※ ☞ 확산 방정식, 반도체확산 전류 참조 - 확산 방정식 : 농도 기울기에 따른 입자의 이동(확산)을 설명하는 방정식 - 반도체확산 전류 : 전하 운반자농도 차이에 의해 이동하면서 생성되는 전류
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[반도체 전하 이동]1. 전하 이동   2. 표동(Drift)   3. 확산(Diffusion)   4. 확산 계수   5. 연속방정식, 확산방정식   6. 확산 전류   7. 과잉 반송자   8. 쌍극 이동 방정식  

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