本文關(guān)鍵詞：GaN（0001）缺陷表面誘導(dǎo)生長STO薄膜的理論研究　出處：《四川師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本論文結(jié)合相關(guān)實驗結(jié)果,并在已有計算的結(jié)果上進一步構(gòu)造并計算了Ga N(0001)面上Ga空位缺陷對Ti O2分子、Sr O分子和Ba O分子的吸附。以及含有[10-10]和[11-20]兩個方向缺陷的Ga N(0001)表面對Ti O2分子的吸附。計算機模擬的手段進行研究,具體應(yīng)用MS軟件中的castep模塊計算,設(shè)計并優(yōu)化了各個模型,在優(yōu)化完成的構(gòu)型上計算了態(tài)密度、密粒根電荷數(shù)等性質(zhì)。首先,前期計算得到的最易形成的點缺陷為VGa點缺陷。我們在此優(yōu)化好的VGa點缺陷表面上的不同位置放置了具有代表性的Ti O2分子、Sr O分子和Ba O分子。結(jié)果顯示:Ti O2分子在VGa點缺陷面上的吸附能比其在干凈表面上的吸附要弱,說明在同等條件下,Ti O2分子優(yōu)先吸附于干凈表面。以同樣的條件計算的VGa點缺陷對Sr O分子和Ba O分子的吸附結(jié)果表明,VGa點缺陷對Sr O分子或者Ba O分子的吸附都比對Ti O2分子的吸附要容易。而干凈表面對Ti O2分子的吸附要優(yōu)于對其余兩種分子的吸附。VGa點缺陷對Sr O分子或者Ba O分子的吸附結(jié)果表明,吸附后Sr-O鍵和Ba-O的成鍵方向都為[11-20]方向。這和實驗生長方向是一致的。其次,我們設(shè)計并計算了含有[11-20]方向、[10-10]方向的Ga N(0001)面上的線缺陷。結(jié)果顯示,[10-10]方向的線缺陷優(yōu)化后的結(jié)果基本不變形,而[11-20]方向的線缺陷變形嚴重,推論是和缺失的Ga原子的個數(shù)有關(guān)(點缺陷的結(jié)果也是Ga空位缺陷變形嚴重,而N缺失則影響很小)。計算結(jié)果表明[11-20]方向的線缺陷沒有[10-10]方向的線缺陷對Ti O2分子的吸附能大。最后,我們研究了Ga N(0001)面上的含有[10-10]、[11-20]方向的臺階缺陷。同樣的[10-10]方向的線缺陷優(yōu)化后的結(jié)果沒有[11-20]方向的臺階缺陷變形嚴重。計算結(jié)果表明[11-20]方向的臺階缺陷比[10-10]方向的臺階缺陷對Ti O2分子的吸附能大。并且吸附后的最優(yōu)吸附結(jié)果是Ti O2分子的兩個O連線都幾乎是[11-20]方向,這和實驗生長方向是一致的。
[Abstract]:In this thesis, based on the experimental results and the calculated results, the Ga vacancy defects on the Ga surface have been further constructed and calculated for the TIO _ 2 molecules. Adsorption of Sr O and Ba O molecules. [10-10] and. [The adsorption of TIO _ 2 molecules on the surface of gan _ (0001) with two directional defects was studied by means of computer simulation. The castep module in MS software is applied to calculate, design and optimize each model, calculate the density of states and the charge number of dense root on the optimized configuration. Firstly. The most easily formed point defects obtained from the previous calculations are VGa point defects. We have placed representative TIO _ 2 molecules at different positions on the surface of the optimized VGa point defects. The results show that the adsorption energy of Sr O molecule and Ba O molecule on the defect surface of VGa point is weaker than that on the clean surface, which indicates that under the same conditions, the adsorption energy of Sr O molecule and Ba O molecule is weaker than that on the clean surface. TIO _ 2 molecules are preferentially adsorbed on clean surfaces. The adsorption of Sr _ O and Ba _ O molecules by VGa point defects calculated under the same conditions shows that TIO _ 2 molecules are adsorbed on clean surfaces. It is easier to adsorb Sr O or Ba O molecules by VGa point defects than to TIO 2 molecules, while Ti is adsorbed on clean surface. The adsorption of O2 molecule is better than that of the other two molecules. The bonding directions of Sr-O bond and Ba-O bond after adsorption are both. [This is consistent with the experimental growth direction. Secondly, we have designed and calculated the structures containing. [11-20] direction, [The line defects on the plane of 10-10] direction gan Nu 0001. The results show that, [The results of the optimization of the linear defects in the direction of 10-10 are basically non-deformable, while that of the linear defects is not deformed. [The line defects in the direction 11-20 are seriously deformed, and the corollary is that the number of missing Ga atoms is related to the number of missing Ga atoms. (the result of point defects is also that the defects of Ga vacancies are deformed seriously, while the effect of N deficiency is very small. [11-20] Line defects in the direction are not present. [The adsorption energy of TIO _ 2 molecules by linear defects in the direction of 10-10 is large. Finally, we have studied the adsorption energy of Ga _ (10) O _ (0001) on the surface of Ga _ (10) O _ (0001). [10-10], [11-20] directional step defects. The same. [The results of the optimization of the linear defects in the direction 10-10 are not available. [The step defects in the direction of 11-20 are seriously deformed. The calculation results show that. [Step defect ratio in the direction of 11-20. [The adsorption energy of TIO _ 2 molecule by step defect in 10-10 direction is high. The optimal adsorption result is that the O line of TIO _ 2 molecule is almost equal to that of TIO _ 2 molecule. [In the 11-20 direction, this is consistent with the experimental growth direction.
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB306;TB383.2

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本文編號：1387228