【摘要】：碳化硅(SiC)一種具有廣闊應(yīng)用前景的寬帶隙半導(dǎo)體材料,其優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)特性引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,如因?yàn)槠溆捕雀吆湍湍バ院?SiC被當(dāng)做磨料最早被應(yīng)用到工程中。本文研究的是SiC納米線(xiàn),其為一維納米材料,故存在兩個(gè)維度尺寸介于1-100nm。與納米材料相比,SiC納米線(xiàn)有兩個(gè)量子局限方向。納米線(xiàn)除了具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性、電子傳輸和光子傳輸性、光學(xué)性質(zhì)、光電導(dǎo)和場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)等外,還具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等。在本文中我們著重研究表面改性對(duì)SiC納米線(xiàn)及其摻雜SiC納米線(xiàn)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電子結(jié)構(gòu)和光電性能的影響,其主要內(nèi)容如下:首先,對(duì)納米材料、半導(dǎo)體及SiC的發(fā)展歷史進(jìn)行了簡(jiǎn)單描述,并對(duì)相應(yīng)的基本理論和涉及的模擬軟件進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。然后,我們用Castep模塊構(gòu)建優(yōu)化了氫原子鈍化前后的SiC納米線(xiàn)結(jié)構(gòu),與此同時(shí)又對(duì)納米線(xiàn)不同形貌,不同尺寸進(jìn)行了具體研究。主要通過(guò)能帶、態(tài)密度和光學(xué)性質(zhì)等深入研究了表面懸掛鍵對(duì)納米線(xiàn)的影響。最后,在上述基礎(chǔ)上進(jìn)行了氮原子和磷原子的摻雜。發(fā)現(xiàn)摻雜引起的雜質(zhì)能級(jí)會(huì)隨懸掛鍵的存在與否發(fā)生變化,進(jìn)而從電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)分析了雜質(zhì)能級(jí)改變的原因。
【圖文】：

前的數(shù)字則代表堆積周期中 SiC 原子的密排層數(shù)目。如 SiC 最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有 3C-SiC、4H-SiC 和 6H-SiC，其密堆積方式分別為 ABC、ABAC 和 ABCACB。如圖 1-1。圖1-1 幾種SiC同質(zhì)異型體的Si原子和C原子排列圖(分別為3C-SiC,4H-SiC和6H-SiC)根據(jù)制備條件的比較我們可知，2H-SiC 的制備過(guò)程需要的生長(zhǎng)條件相對(duì)苛刻，同時(shí)溫度的把控極其重要，溫度決定著 SiC 的結(jié)構(gòu)，所以人們對(duì) 2H-SiC 的研究相對(duì)其他結(jié)構(gòu)較少，，但是眾所周知 2H-SiC 的帶隙最大，這為一些高頻領(lǐng)域的器件制備提供了一個(gè)較好的選擇。2H-SiC 的空間群為 P63mc，對(duì)稱(chēng)性為 C6v-4

由電子能級(jí)對(duì)稱(chēng)分割，即二簡(jiǎn)并自由電子能級(jí)。性質(zhì)學(xué)過(guò)程分類(lèi)體材料中觀(guān)察到的光學(xué)性質(zhì)可分為多種。最簡(jiǎn)單的有反射、傳播和。圖 2-1 指的是光束在光學(xué)介質(zhì)上的入射情況。一些光是從前表面反余的則進(jìn)入介質(zhì)并通過(guò)它傳播。如果其中任何一種光線(xiàn)到達(dá)后表面反射，或者它可以被傳輸?shù)搅硪粋?cè)。因此，透射的光量與前、后表，也與光通過(guò)介質(zhì)的傳播方式有關(guān)。過(guò)光學(xué)介質(zhì)傳播時(shí)可能發(fā)生的現(xiàn)象如圖 2-2 所示。會(huì)使光波通過(guò)介質(zhì)后傳播速度發(fā)生改變。速度的降低導(dǎo)致光線(xiàn)在界這種現(xiàn)象可以由斯涅耳折射定律描述，但折射本身并不影響光波的
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN304;TB383.1

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本文編號(hào)：2631007