半導體材料技術(shù)是電子與微電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心,從20世紀開始,隨著電子學和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,半導體材料技術(shù)也進步迅速。其中GaAs是備受關(guān)注的一種半導體材料,它的光電特性優(yōu)越、應用也非常廣泛。在半導體制造工藝迅速發(fā)展的同時,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種改變材料特性的方法,用不同的摻雜方法對原材料進行不同雜質(zhì)的摻雜,獲得性能獨特的半導體材料。本文根據(jù)量子力學的第一性原理（First-Principles）,利用密度泛函理論（DFT）計算方法,對Al替位摻雜GaAs材料(Al_xGa_1-xAs)的特性進行了研究,得到以下結(jié)果:（1）計算分析了Al組分分別為3.13%、6.25%、12.5%時對Al_xGa_1-xAs材料的電子結(jié)構(gòu)和能帶的影響,結(jié)果表明:摻雜Al后,引入雜質(zhì)能級,使得Al摻雜砷化鎵材料禁帶寬度減小,Al組分為3.13%、6.25%及12.5%體系的禁帶寬度分別0.63eV、0.68eV、0.73eV,且均小于本征GaAs的禁帶寬度,但摻雜材料仍是直接帶隙半導體。隨著Al組分升高,能級雜化程度增大,Al... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 前言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 砷化鎵的材料特性
        1.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 基本性質(zhì)
    1.4 研究進展與現(xiàn)狀
    1.5 選題根據(jù)與研究方案
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
2 研究理論及方法
    2.1 材料計算與設(shè)計
    2.2 First-Principles
    2.3 Density Functional Theory
        2.3.1 H-K定理
        2.3.2 K-S方程
    2.4 Materials Studio
    2.5 Vienna Ab-initio Simulation Package
    2.6 模型構(gòu)建及計算方法
    2.7 本章小結(jié)
3 Al組分不同對材料特性的影響
    3.1 模型結(jié)構(gòu)
    3.2 電子結(jié)構(gòu)
    3.3 光學特性
        3.3.1 復介電函數(shù)
        3.3.2 吸收系數(shù)與折射率
        3.3.3 反射率、能量損失譜和消光系數(shù)
    3.4 本章結(jié)論
4 摻雜位置對材料特性的影響
    4.1 Al組分為3.13%時不同摻雜位置的材料特性
        4.1.1 模型結(jié)構(gòu)
        4.1.2 電子結(jié)構(gòu)
        4.1.3 光學性質(zhì)
            4.1.3.1 復介電函數(shù)
            4.1.3.2 吸收系數(shù)和折射率
            4.1.3.3 反射率、能量損失譜和消光系數(shù)
        4.1.4 結(jié)論
    4.2 Al組分為6.25%時不同摻雜位置的材料特性
        4.2.1 模型結(jié)構(gòu)
        4.2.2 電子結(jié)構(gòu)
        4.2.3 光學性質(zhì)
            4.2.3.1 復介電常數(shù)
            4.2.3.2 吸收系數(shù)與折射率
            4.2.3.3 反射率、能量損失譜和消光系數(shù)
        4.2.4 結(jié)論
    4.3 Al組分為12.5%時不同摻雜位置的材料特性
        4.3.1 模型結(jié)構(gòu)
        4.3.2 電子結(jié)構(gòu)
        4.3.3 光學性質(zhì)
            4.3.3.1 復介電常數(shù)
            4.3.3.2 吸收系數(shù)與折射率
            4.3.3.3 反射率、能量損失譜和消光系數(shù)
        4.3.4 結(jié)論
    4.4 不同組分,不同位置對Al摻雜GaAs特性的影響
        4.4.1 電子結(jié)構(gòu)
        4.4.2 光學性質(zhì)
    4.5 本章總結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 本文研究工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]Pr替位式摻雜GaAs光電性能的第一性原理研究[J]. 李聰,孫霄霄,于淼,付斯年.  牡丹江教育學院學報. 2014(04)
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博士論文
[1]半絕緣砷化鎵（SI-GaAs）單晶中的雜質(zhì)與缺陷[D]. 孫衛(wèi)忠.河北工業(yè)大學 2006
[2]第三代像增強器研究[D]. 李曉峰.中國科學院西安光學精密機械研究所 2001

碩士論文
[1]銅摻雜砷化鎵材料特性的第一性原理研究[D]. 張進龍.西安理工大學 2017
[2]變組分AlxGa1-xAs/GaAs光電發(fā)射材料研究[D]. 江少濤.東華理工大學 2015
[3]摻雜N對GaAs電子、光學和磁學性質(zhì)影響第一性原理研究[D]. 黃瑞琪.鄭州大學 2015
[4]GaAs1-xBix的電子結(jié)構(gòu)及光學性質(zhì)理論研究[D]. 丁路.北京郵電大學 2014
[5]過渡金屬V、Cr、Mn摻雜納孔結(jié)構(gòu)AlN半金屬性的第一性原理研究[D]. 李淑慧.重慶大學 2013
[6]摻雜GaAs電子結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的理論研究[D]. 宿磊.大連理工大學 2012
[7]GaAlAs/GaAs光陰極組件材料機理研究[D]. 瞿文婷.南京理工大學 2012
[8]Cu摻雜GaN基稀磁半導體的第一性原理研究[D]. 楊琴.華東師范大學 2011
[9]高壓下GaAs，GaN和MgO物性的第一性原理計算[D]. 逯來玉.四川大學 2006



本文編號：3445945