Ge/SiC異質(zhì)結(jié)可以實現(xiàn)SiC器件對可見光和近紅外光的觸發(fā)。由于Ge/SiC異質(zhì)結(jié)界面的電學(xué)、光學(xué)等特性有別于體材料的光電特性,而SiC和Ge在理論上約存在23.0%的晶格失配,其界面結(jié)構(gòu)及微觀特性在很大程度上影響著Ge/SiC異質(zhì)結(jié)的性能。在實驗方面,早已開展對Ge/SiC異質(zhì)結(jié)的研究工作并取得了一些傲人的成果,但是仍舊缺乏實際晶格匹配、態(tài)密度、失配位錯密度以及成鍵機制等微觀理論的研究。因此為了更為全面地研究Ge/SiC異質(zhì)結(jié)界面相關(guān)的問題,本文采用第一性原理研究了Ge/4H-SiC異質(zhì)結(jié)界面的成鍵機理、擇優(yōu)取向、界面缺陷等問題,主要得出了以下結(jié)論:1.利用第一性原理研究了Ge原子在4H-SiC（0001）表面的吸附特性以及Ge（111）/4HSiC（0001）異質(zhì)結(jié)界面和Ge（110）/4H-SiC（0001）異質(zhì)結(jié)界面的原子電子特性,并從能量、電子特性和態(tài)密度等方面進行了分析。2.建立了頂位、橋位、hcp洞位和fcc洞位四種Ge在4H-SiC（0001）表面的吸附模型。吸附能結(jié)果表明頂位是最穩(wěn)定的吸附位置。幾何特性說明鍵長越小,吸附能越大。布居分析和態(tài)密度分析表明4H-SiC（... 

【文章來源】：西安工程大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 Ge/SiC異質(zhì)結(jié)界面研究現(xiàn)狀
        1.1.1 實驗研究現(xiàn)狀
        1.1.2 理論模擬研究現(xiàn)狀
    1.2 本課題的研究目的、內(nèi)容及創(chuàng)新點
2 研究與計算方法
    2.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.1 多粒子體系的薛定諤方程
        2.1.2 Hohenberg-Kohn理論
        2.1.3 Kohn-Sham方程
    2.2 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.2.1 局域密度近似(LDA)
        2.2.2 廣義梯度近似(GGA)
    2.3 收斂性測試
    2.4 第一性原理計算常用軟件
3 4H-SiC特性分析
    3.1 4H-SiC物理模型
    3.2 參數(shù)調(diào)試
    3.3 4H-SiC體特性分析
    3.4 4H-SiC理想表面模型的建立
        3.4.1 真空層厚度測試
        3.4.2 平板厚度測試
        3.4.3 釋放原子層數(shù)
    3.5 表面態(tài)密度分析
    3.6 本章小結(jié)
4 Ge在4H-SiC(0001)表面的吸附特性
    4.1 Ge在4H-SiC(0001)表面的吸附模型
    4.2 結(jié)果和分析
        4.2.1 吸附能
        4.2.2 幾何優(yōu)化
        4.2.3 原子布居
        4.2.4 態(tài)密度
    4.3 本章小結(jié)
5 Ge(111)/4H-SiC(0001)和Ge(110)/4H-SiC(0001)界面分析
    5.1 Ge(111)/4H-SiC(0001)和Ge(110)/4H-SiC(0001)異質(zhì)結(jié)界面模型
    5.2 界面特性分析
        5.2.1 Ge(110)/4H-SiC(0001)和Ge(111)/4H-SiC(0001)異質(zhì)結(jié)界面的弛豫分析
        5.2.2 粘合能和弛豫能
        5.2.3 電子特性
        5.2.4 態(tài)密度
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文清單
基金項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺析SiC材料特性及生長工藝[J]. 瞿詩瑜.  黑龍江科技信息. 2016(27)
[2]Ge摻雜SiC電學(xué)和光學(xué)特性的理論研究[J]. 臧源,曹琳,李連碧,林濤,楊霏.  激光與光電子學(xué)進展. 2015(06)
[3]SiGe緩沖層對β-SiC（n）/c-Si（p）異質(zhì)結(jié)特性的影響[J]. 張彩珍,劉肅,陳永剛,吳蓉,劉春娟.  蘭州交通大學(xué)學(xué)報. 2008(04)
[4]第一性原理研究BaTiO3（001）表面的電子結(jié)構(gòu)[J]. 倪建剛,劉諾,楊果來,張曦.  物理學(xué)報. 2008(07)

博士論文
[1]新型功能分子器件的第一性原理研究[D]. 萬海青.湖南師范大學(xué) 2013



本文編號：3332849