【摘要】：犧牲Ni退火實驗由南昌大學(xué)江風(fēng)益教授課題組在研制GaN基藍(lán)色發(fā)光二極管(該成果獲2015年國家技術(shù)發(fā)明一等獎)時提出,該實驗解決了長久以來無法同時獲得高反射和低阻擋的Ag基歐姆接觸的矛盾。本文工作旨在從理論上進一步解釋這一重要的實驗現(xiàn)象,本文采用密度泛函理論的第一性原理贗勢方法發(fā)現(xiàn)界面缺陷可以降低Ag(111)/GaN(0001)界面的勢壘高度,從電子和原子層面上揭示了缺陷調(diào)制界面歐姆接觸的機理,并進一步提出了一種低阻高穩(wěn)定的歐姆接觸實驗設(shè)計方案。歸納起來主要有:利用第一性原理贗勢方法,建立了和實驗高度一致的Ag(111)/GaN(0001)金屬半導(dǎo)體界面模型,并運用宏觀平均靜電勢法對其勢壘高度進行了計算。計算結(jié)果為完整界面的勢壘高度是2.221 eV,這和在Ag/p-GaN界面用I-V-T方法測量值1.9 eV吻合;含Ga空位界面為2.067 eV;含Ni雜質(zhì)界面為0.857 eV;同時含Ni雜質(zhì)和Ga空位界面為0.375 eV。計算發(fā)現(xiàn)缺陷可以調(diào)制界面肖特基勢壘高度,該結(jié)論和犧牲Ni退火實驗吻合。利用第一性原理贗勢方法,分析了完整和缺陷Ag(111)/GaN(0001)界面的電子結(jié)構(gòu),計算發(fā)現(xiàn)缺陷界面區(qū)域有明顯電子的集聚,并且界面的費米能級處于未釘扎狀態(tài)�；诮缑娼M成對肖特基勢壘高度影響的機理,進一步研究了常用的p型電極金屬(Al、Cu、Au、Pt、Pd、Ti)摻雜到Ag(111)/GaN(0001)界面的勢壘高度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cu_(Ag)界面表現(xiàn)出和Ni_(Ag)界面相同的讓勢壘高度降低的性質(zhì)。我們創(chuàng)新地提出了犧牲Cu退火實驗方案,為實驗上實現(xiàn)高質(zhì)量的Ag基歐姆接觸提供了設(shè)計思路和理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江西科技師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN304;O614.371
【圖文】：

原子個數(shù)為24個Ag原子的Ag(111)超晶胞模型

第三章 Ag(111)/GaN(0001)界面的建立及穩(wěn)定性分析密度，該非局域的態(tài)密度對金屬導(dǎo)電性起到?jīng)Q定性的作用。從圖 3.2(b)，(c)，(d)中可以看出，s，p，d 電子都在費米能級處有一定態(tài)密度，它們都對體系的導(dǎo)電性能和費米面的形成有著貢獻。同時在費米能級處有態(tài)密度的出現(xiàn)也是區(qū)分金屬和非金屬的標(biāo)志。對于導(dǎo)體而言能帶要處于半滿態(tài)才可以導(dǎo)電，反應(yīng)在能帶結(jié)構(gòu)上就是在費米能級附近的非局域態(tài)密度。

1 2 3 2 12 3 1 22 2 2 1 3( ) ( )32 22 2 2( )3b a a e eab a a ea （3.6）這里3 2 1 a ( a a) 是晶體原胞體積（注意3a 不是真實 Ag 面心立方晶體的個基矢，這只是一種設(shè)想的晶體）。由1b 和2b 確定的二維六角點陣，它的布區(qū)是正六邊形，如圖 3.3（a）所示，稱為表面布里淵區(qū)或二維布里淵區(qū)，我是選取 Ag(111)二維布里淵區(qū)中特殊 k 點進行了能帶計算。相應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)結(jié)果如圖 3.3（b）所示。從圖 3.3（b）中可知，費米能級穿過了能帶，說明了 Ag 作為導(dǎo)體的特征。作為導(dǎo)體的另一方面，需要費米能級和較寬的能帶相交，電子在費米能級附更容易導(dǎo)電，從圖中看出費米能級和能帶相交的寬度較大，并且和 3.2.1 計 Ag(111)態(tài)密度相吻合，沒有尖銳的態(tài)密度在費米能級附近出現(xiàn)。因此，Ag作為 GaN 基歐姆接觸的電極使用，除了已有研究表明很好的反射率以外[32]，導(dǎo)電性能也是極好的。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 顧遠(yuǎn);;我的教育“第一性原理”主張[J];內(nèi)蒙古教育;2017年17期

2 孟繁羽;;設(shè)計中的第一性原理[J];文化月刊;2019年07期

3 ;“第一性原理”幫助馬斯克不斷成功?[J];中國機電工業(yè);2018年03期

4 苗慶顯;;營銷第一性原理,顛覆你的認(rèn)知[J];銷售與市場(管理版);2018年03期

5 王浩軒;;共享養(yǎng)老模式的研究——基于第一性原理的商業(yè)模式分析法[J];時代金融;2018年26期

6 陳志奎;;從垂直森林到霧霾凈化塔—“第一性原理”如何成為設(shè)計創(chuàng)新驅(qū)動力[J];藝術(shù)設(shè)計研究;2018年04期

7 黃曉杰;;黃曉杰:讓營銷追著客戶跑[J];名人傳記(財富人物);2017年09期

8 王金華;李澤朋;;第一性原理方法研究小芳香烴分子的基態(tài)性質(zhì)[J];中國科技信息;2014年09期

9 饒鳳雅;王志強;徐波;陳立泉;歐陽楚英;;氟化石墨嵌鋰和嵌鈉行為的第一性原理研究[J];Engineering;2015年02期

10 金碩;孫璐;;帶有碳雜質(zhì)的鎢中氫穩(wěn)定性的第一性原理研究[J];物理學(xué)報;2012年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 徐春紅;包括;馬帥領(lǐng);魏書麗;馬艷斌;邵子霽;肖學(xué)會;馮小康;崔田;;二硼化錳的相變和物理性質(zhì)的第一性原理研究[A];第十四屆全國物理力學(xué)學(xué)術(shù)會議縮編文集[C];2016年

2 蔣鴻;;針對稀土材料的第一性原理方法探索[A];中國化學(xué)會第30屆學(xué)術(shù)年會摘要集-第八分會：稀土材料化學(xué)及應(yīng)用[C];2016年

3 張永輝;張美玲;韓莉鋒;李峰;;第一性原理研究乙醇在氧化鋅上的吸附[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第15分會：理論化學(xué)方法和應(yīng)用[C];2014年

4 陳基;李新征;王恩哥;;基于第一性原理電子結(jié)構(gòu)計算的路徑積分分子動力學(xué):方法與應(yīng)用[A];第七屆全國青年計算物理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

5 魏書麗;李達;崔田;;過渡金屬釩硼化合物和鉭硼化合物的第一性原理研究[A];第十四屆全國物理力學(xué)學(xué)術(shù)會議縮編文集[C];2016年

6 張平;楊宇;孫博;趙憲庚;;钚氧化物特性的第一性原理研究進展[A];中國工程物理研究院科技年報(2012年版)[C];2012年

7 姜曉庶;Walter R．L．Lambrecht;;半導(dǎo)體非線性光學(xué)材料的第一性原理研究[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（1）[C];2007年

8 王乙先;吳強;陳向榮;耿華運;;高溫高壓下過渡金屬釩相變的第一性原理研究[A];第十八屆中國高壓科學(xué)學(xué)術(shù)會議縮編文集[C];2016年

9 鄭曉;陳冠華;;開放電子體系的第一性原理方法[A];中國化學(xué)會第九屆全國量子化學(xué)學(xué)術(shù)會議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

10 王寧;孫飛;廖敦明;張博;嚴(yán)有為;;α-Al_2O_3/Ti_2O_3界面氫擴散機理的第一性原理研究[A];第二屆中國氚科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 本報記者 李陽丹;埃隆·馬斯克 顛覆的不只是汽車[N];中國證券報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李佳斌;GaN摻雜的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性的第一性原理研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 王強;鈉離子電池正極材料磷酸釩鈉摻雜改性的第一性原理研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2019年

3 熊輝輝;鋼中碳化物析出及其界面行為的第一性原理研究[D];上海大學(xué);2019年

4 李小杰;幾種聚變堆材料力學(xué)及表面性質(zhì)的第一性原理研究[D];大連理工大學(xué);2019年

5 顧躍強;外爾半金屬YCoC_2的第一性原理研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2018年

6 李珍珍;新型三維碳結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2018年

7 陳青;錳基高容量正極材料氧析出與電化學(xué)行為的第一性原理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

8 陳仕長;碳基納米多孔材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及其物性：第一性原理研究[D];湖南大學(xué);2018年

9 彭瓊;新型自旋電子薄膜材料的第一性原理設(shè)計[D];湘潭大學(xué);2018年

10 高清河;靜水壓下納米陶瓷復(fù)合物性質(zhì)的第一性原理研究[D];東北大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳濤;N體系MAX相的穩(wěn)定性及物理性質(zhì)的第一性原理研究[D];西南科技大學(xué);2018年

2 謝東升;Al-Cu合金中富鐵相的第一性原理研究[D];南昌大學(xué);2019年

3 吳寧;GaN基LED歐姆接觸的第一性原理研究與設(shè)計[D];江西科技師范大學(xué);2018年

4 范華偉;鋰空電池正極催化劑TiO_2和CeO_2第一性原理研究[D];大連理工大學(xué);2019年

5 劉宇;碳化釩阻氚涂層的第一性原理研究[D];大連理工大學(xué);2019年

6 劉虹利;缺陷磷化鈷電催化析氫和產(chǎn)氧的第一性原理研究[D];青島大學(xué);2019年

7 高森;激光用α-TeO_2和Er:Lu_2O_3材料的第一性原理研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

8 高偉;Al-Eu共摻ZnO薄膜的制備及其第一性原理研究[D];江蘇大學(xué);2019年

9 楊雪靜;二維材料表面若干催化反應(yīng)的第一性原理研究[D];江蘇大學(xué);2019年

10 葉誠輝;Inconel 718合金相性能的第一性原理和晶體塑性有限元研究[D];上海交通大學(xué);2016年

本文編號：2772059