發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 16:03

【摘要】：犧牲Ni退火實(shí)驗(yàn)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(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng))時(shí)提出,該實(shí)驗(yàn)解決了長(zhǎng)久以來(lái)無(wú)法同時(shí)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(jìn)一步解釋這一重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,本文采用密度泛函理論的第一性原理贗勢(shì)方法發(fā)現(xiàn)界面缺陷可以降低Ag(111)/GaN(0001)界面的勢(shì)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(jī)理,并進(jìn)一步提出了一種低阻高穩(wěn)定的歐姆接觸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。歸納起來(lái)主要有:利用第一性原理贗勢(shì)方法,建立了和實(shí)驗(yàn)高度一致的Ag(111)/GaN(0001)金屬半導(dǎo)體界面模型,并運(yùn)用宏觀平均靜電勢(shì)法對(duì)其勢(shì)壘高度進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為完整界面的勢(shì)壘高度是2.221 eV,這和在Ag/p-GaN界面用I-V-T方法測(cè)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(shí)含Ni雜質(zhì)和Ga空位界面為0.375 eV。計(jì)算發(fā)現(xiàn)缺陷可以調(diào)制界面肖特基勢(shì)壘高度,該結(jié)論和犧牲Ni退火實(shí)驗(yàn)吻合。利用第一性原理贗勢(shì)方法,分析了完整和缺陷Ag(111)/GaN(0001)界面的電子結(jié)構(gòu),計(jì)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(fèi)米能級(jí)處于未釘扎狀態(tài)�；诮缑娼M成對(duì)肖特基勢(shì)壘高度影響的機(jī)理,進(jìn)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(shì)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(shì)壘高度降低的性質(zhì)。我們創(chuàng)新地提出了犧牲Cu退火實(shí)驗(yàn)方案,為實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的Ag基歐姆接觸提供了設(shè)計(jì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN304;O614.371
【圖文】：

原子個(gè)數(shù)為24個(gè)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(duì)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(fèi)米能級(jí)處有一定態(tài)密度，它們都對(duì)體系的導(dǎo)電性能和費(fèi)米面的形成有著貢獻(xiàn)。同時(shí)在費(fèi)米能級(jí)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(duì)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(fèi)米能級(jí)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(shí) Ag 面心立方晶體的個(gè)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(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行了能帶計(jì)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(fèi)米能級(jí)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(fèi)米能級(jí)和較寬的能帶相交，電子在費(fèi)米能級(jí)附更容易導(dǎo)電，從圖中看出費(fèi)米能級(jí)和能帶相交的寬度較大，并且和 3.2.1 計(jì) Ag(111)態(tài)密度相吻合，沒有尖銳的態(tài)密度在費(fèi)米能級(jí)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。

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9 饒鳳雅;王志強(qiáng);徐波;陳立泉;歐陽(yáng)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

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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(jìn)展[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)(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(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（1）[C];2007年

8 王乙先;吳強(qiáng);陳向榮;耿華運(yùn);;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(guó)高壓科學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議縮編文集[C];2016年

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