鐵電/半導體材料復合結構是介電/半導體人工復合結構中的一種,由于這種復合結構會使得界面處的能帶、結構等發(fā)現(xiàn)變化,從而產(chǎn)生新的物理特性。但是鐵電/半導體易在界面處相互擴散形成電荷捕獲,為了減小這種現(xiàn)象對器件性能的影響,目前常在鐵電薄膜與半導體之間增加一層的絕緣層,也稱為緩沖層,形成鐵電薄膜/緩沖層/半導體結構。因此,鐵電材料和緩沖層成為當今學術界炙手可熱的研究對象。本文通過實驗與理論相結合的手段,重點研究了退火溫度對鐵電材料（Bi,Nd）4Ti3O12質量的影響,并基于密度泛函理論,運用第一性原理計算方法,研究了緩沖層HfO2和半導體Si構成的異質結HfO₂/Si的基本性質。本文制備了（Bi,Nd）4Ti3O12鐵電薄膜,通過XRD、SEM的化學表征和鐵電測試儀的電學性能表征,重點研究了退火溫度對薄膜質量的影響。并運用第一性原理計算方法對Bi4Ti3O12鐵電材料建模分析,獲得其能帶結構、態(tài)密度、分態(tài)密度、差分電荷密度分布等重要參數(shù),得出各原子間的成鍵方式及電荷轉移方式。指出了不論是A位摻雜取代還是B位摻雜取代,都將改善類鈣鈦礦層Ti-3d電子和O-2p電子的雜化作... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 鐵電材料及緩沖層國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鈦酸鉍材料國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 緩沖層國內外研究
    1.3 本課題的主要研究內容
第2章 計算方法與理論基礎
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理論簡介
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換相關能近似
        2.2.4 自洽計算過程
    2.3 第一性原理方法概述
    2.4 Materials Studio軟件介紹
    2.5 本章小結
第3章 鈦酸鉍薄膜的制備及理論研究
    3.1 引言
    3.2 BNT薄膜的制備及化學性能表征
        3.2.1 BNT薄膜的制備
        3.2.2 BNT薄膜的化學表征
    3.3 BNT薄膜的電學性能研究
        3.3.1 BNT薄膜的鐵電性能研究
        3.3.2 BNT薄膜的漏電流性能研究
        3.3.3 BNT薄膜的疲勞性能研究
    3.4 鈦酸鉍的第一性原理研究
        3.4.1 鈦酸鉍體結構
        3.4.2 鈦酸鉍體結構電子特性
    3.5 摻雜BIT薄膜的電子特性研究
    3.6 本章小結
2/Si異質結構電子特性研究">第4章 HfO₂/Si異質結構電子特性研究
    4.1 引言
2結構及電子特性研究">    4.2 HfO₂結構及電子特性研究
2體結構">        4.2.1 HfO₂體結構
2體結構的電子特性研究">        4.2.2 HfO₂體結構的電子特性研究
2表面結構及電子特性研究">    4.3 HfO₂表面結構及電子特性研究
2表面結構">        4.3.1 HfO₂表面結構
2表面結構的電子特性研究">        4.3.2 HfO₂表面結構的電子特性研究
    4.4 硅體結構及電子特性研究
    4.5 硅表面結構及電子特性研究
    4.6 二氧化鉿/硅異質結構
2/Si界面的原子結構">        4.6.1 HfO₂/Si界面的原子結構
2/Si異質結構的電子特性">    4.7 HfO₂/Si異質結構的電子特性
    4.8 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3147988