本文主要研究摻雜GaN和GaN/ZnO異質(zhì)界面的光電性質(zhì)。采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,通過Material Studio模擬軟件中的CASTEP模塊對(duì)模型進(jìn)行光電性質(zhì)方面的計(jì)算。主要的研究結(jié)果如下:本征GaN以纖鋅礦為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而以閃鋅礦為亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的內(nèi)在原因是纖鋅礦的Ga-N鍵穩(wěn)定性要比閃鋅礦的強(qiáng),并且在穩(wěn)定狀態(tài)下,纖鋅礦的能量值比閃鋅礦的更小。此外,在能帶結(jié)構(gòu)方面,纖鋅礦比閃鋅礦的導(dǎo)帶向高能方向?qū)挻蠹s10eV,導(dǎo)致纖鋅礦的光學(xué)響應(yīng)范圍更廣。這兩種結(jié)構(gòu)晶體的光學(xué)特性隨光子能量的變化,均可以分為四個(gè)能量區(qū)域并對(duì)這些區(qū)域的光學(xué)特性進(jìn)行了詳細(xì)的討論,為GaN在光電材料方面的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。不同的摻雜原子對(duì)GaN的光電性質(zhì)影響有所不同。本工作中選取Mg、Si、Al和In做為摻雜原子。（1）Mg摻雜給GaN提供受主能級(jí),在價(jià)帶頂附近形成導(dǎo)電空穴,屬于P型半導(dǎo)體,Mg摻雜濃度越大,形成能越大,高質(zhì)量的P型摻雜GaN越難形成,此外,在低能和高能區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)明顯的光學(xué)響應(yīng)。（2）摻雜Si后的GaN,費(fèi)米能級(jí)都進(jìn)入導(dǎo)帶,提供電子,形成N型半導(dǎo)體,摻Si的形成能為負(fù),摻Mg的形成能為正,... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 GaN的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容和意義
第2章 計(jì)算原理及計(jì)算軟件簡(jiǎn)介
    2.1 第一性原理簡(jiǎn)介
    2.2 密度泛函理論
    2.3 光學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.3.1 光學(xué)常數(shù)
        2.3.2 介電常數(shù)
    2.4 Material Studio簡(jiǎn)介
        2.4.1 CASTEP模塊
第3章 第一性原理方法研究纖鋅礦和閃鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN
    3.1 引言
    3.2 理論模型和計(jì)算方法
    3.3 計(jì)算結(jié)果與分析
        3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        3.3.2 能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度
        3.3.3 光學(xué)性質(zhì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 壓強(qiáng)和濃度對(duì)Mg、Si摻雜GaN的光電性質(zhì)影響
    4.1 引言
    4.2 理論模型和計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        4.3.2 電子結(jié)構(gòu)
        4.3.3 光學(xué)性質(zhì)
    4.4 Mg-Si共摻雜GaN的光電性質(zhì)
        4.4.1 晶體結(jié)構(gòu)
        4.4.2 電子結(jié)構(gòu)
        4.4.3 光學(xué)性質(zhì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 壓強(qiáng)和濃度對(duì)Al和In摻雜GaN的光電性質(zhì)影響
    5.1 引言
    5.2 理論模型和計(jì)算方法
    5.3 計(jì)算結(jié)果與分析
        5.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        5.3.2 電子結(jié)構(gòu)
        5.3.3 光學(xué)性質(zhì)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 第一性原理方法計(jì)算GaN/Zn0光電性質(zhì)
    6.1 引言
    6.2 理論模型和計(jì)算方法
    6.3 結(jié)果和討論
        6.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        6.3.2 電子結(jié)構(gòu)
        6.3.3 光學(xué)性質(zhì)
    6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)及展望
    7.1 本文主要研究工作
    7.2 本課題存在的問題及今后研究的設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3108854