本文選題：第一性原理 + 摻雜�。� 參考：《北京郵電大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：稀磁半導(dǎo)體,尤其是當(dāng)它們?cè)谑覝叵驴梢猿尸F(xiàn)鐵磁性時(shí),在新型功能器件中具有很大的應(yīng)用潛力。在稀磁半導(dǎo)體中,ZnO納米線因?yàn)槠淞己玫男再|(zhì)以及在應(yīng)用中的潛力,故而被廣泛關(guān)注。目前已經(jīng)有不少對(duì)過(guò)渡金屬摻雜ZnO納米線的稀磁半導(dǎo)體理論上和實(shí)驗(yàn)上的研究。Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體常用于近紅外波長(zhǎng)范圍的光電器件中,是一種重要的材料。InP是一種重要的Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體光電子材料,它有著能量轉(zhuǎn)換效率高、禁帶寬度低以及電子遷移率高等優(yōu)秀特性,這些特點(diǎn)使得InP在很多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。 在本篇論文中,我們的工作圍繞摻雜ZnO和InP半導(dǎo)體,主要分為以下兩個(gè)部分： 1.基于密度泛函理論的第一性原理,系統(tǒng)地計(jì)算和分析了過(guò)渡金屬V摻雜加H鈍化ZnO納米線稀磁半導(dǎo)體的磁性性質(zhì)。在這部分,我們分別對(duì)本征ZnO納米線和摻雜后納米線的總態(tài)密度圖和分波態(tài)密度圖進(jìn)行討論。在對(duì)態(tài)密度圖分析中,發(fā)現(xiàn)V3d和O2p態(tài)之間的強(qiáng)烈p-d雜化使得V摻雜ZnO納米線的耦合性呈現(xiàn)鐵磁性,同時(shí)因?yàn)閼B(tài)密度圖中在費(fèi)米能級(jí)附近出現(xiàn)上自旋極化,所以摻雜后的ZnO納米線呈現(xiàn)半金屬性。此外,工作中考慮了單軸應(yīng)變對(duì)摻雜后ZnO納米線的磁性的影響,單軸應(yīng)變的加入會(huì)對(duì)不同構(gòu)型中的△E產(chǎn)生影響,△E隨著應(yīng)變發(fā)生不同的改變,從而會(huì)導(dǎo)致鐵磁性和反鐵磁性之間的轉(zhuǎn)換。所以得到結(jié)論,單軸應(yīng)變可以對(duì)V摻雜加H鈍化ZnO納米線的磁性性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響,這為人們提供了一種設(shè)計(jì)高居里溫度稀磁半導(dǎo)體的方法。與此同時(shí),我們?cè)诶碚撚?jì)算中得到了摻雜V的加H鈍化ZnO的多種磁耦合性,這說(shuō)明了V摻雜加H鈍化ZnO有著良好的磁性性質(zhì)。 2.主要研究了Bi摻雜InP半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu)及其影響機(jī)制,所有的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電子性質(zhì)的計(jì)算都是在密度泛函理論的框架下進(jìn)行�？紤]了Bi摻雜的各種位置,從而構(gòu)建了多種模型進(jìn)行比較,之后對(duì)模型計(jì)算形成能,然后深入分析InPBi的態(tài)密度和電荷密度。在這個(gè)過(guò)程中,為了和摻雜后InP體系進(jìn)行對(duì)比,文章中還計(jì)算了本征InP的態(tài)密度圖和電荷密度,通過(guò)增加Bi原子濃度,對(duì)比摻雜后的各個(gè)模型的態(tài)密度和電荷密度,得到了以下結(jié)論：在摻入了Bi原子的InPBi體系中,In-P間的s-p雜化會(huì)變小,同時(shí)Bi-6p帶會(huì)與In-5s帶發(fā)生重疊,從而導(dǎo)致了In-P間的化學(xué)鍵的減弱。隨Bi原子濃度增加,InPBi能帶減小而且出現(xiàn)金屬化趨勢(shì),此外,能帶邊會(huì)隨著Bi原子濃度的提高而向右移動(dòng)。最后,考慮了雙軸應(yīng)變對(duì)電子結(jié)構(gòu)的影響,并以InPBi為例子進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)施加了雙軸應(yīng)變以后,In24P23Bi能帶帶隙從非直接變成了直接帶隙。
[Abstract]:Diluted magnetic semiconductors, especially when they can exhibit ferromagnetism at room temperature, have great application potential in new functional devices. ZnO nanowires in dilute magnetic semiconductors have attracted wide attention due to their good properties and potential applications. At present, there are many theoretical and experimental studies on dilute magnetic semiconductors doped with transition metal (ZnO) nanowires. 鈪，

本文編號(hào)：1880577