半導體超晶格材料由于其特殊結構而展現(xiàn)出許多新的物理性質,如負阻效應和量子霍爾效應等,因而廣泛應用于武器及航天航空等領域。在其應用時材料會暴露在中子、γ等強輻射環(huán)境中,結果導致大量缺陷產生和聚集,從而使得材料的電學性能下降甚至喪失。如何增強其電學和抗輻照性能,對確保電子器件在輻射環(huán)境中正常有效地工作至關重要。本論文通過比較理想態(tài)和缺陷態(tài)GaAlAs/GaAs半導體超晶格的電子結構,確定了GaAlAs/GaAs半導體超晶格的內在結構變化對于其電學性質的影響。本論文的研究結果將有利于提高電子材料的電學和抗輻照性能,可以為新型電子材料的研發(fā)提供理論支撐,具有重要的科學研究價值和一定的工程應用參考價值。首先,我們使用密度泛函理論研究了體相三元混合物GaAlAs和不同周期GaAlAs/GaAs半導體超晶格的電子結構。優(yōu)化了不同周期(Ga_xAl_1-xAs)_n/(GaAs)_m(m,n=1⁵,x=0.25,0.5和0.75)超晶格的幾何結構,并計算了其電子結構和載流子輸運性質。結果表明,當超晶格...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 半導體材料簡介
    1.2 半導體超晶格材料簡介
    1.3 半導體超晶格材料的輻照效應研究
    1.4 本工作的研究意義
    1.5 本論文的主要研究內容
第二章 理論研究基礎和計算方法
    2.1 多粒子體系
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 概述
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換關聯(lián)能
        2.2.4 贗勢
    2.3 VASP計算軟件介紹
    2.4 本章小結
第三章 Ga AlAs/GaAs半導體超晶格的電子結構及電子輸運性質
    3.1 引言
    3.2 計算細節(jié)
    3.3 結果與討論
        3.3.1 體相 GaAlAs 的幾何結構和帶隙寬度
        3.3.2 Ga AlAs/GaAs半導體超晶格的幾何結構參數(shù)和電子結構
        3.3.3 Ga AlAs/GaAs半導體超晶格的電子輸運性質
            3.3.3.1 有效質量的計算方法
            3.3.3.2 電子的有效質量
            3.3.3.3 半導體超晶格中的電子的遷移率
    3.4 本章小結
第四章 點缺陷對于GaAlAs/GaAs半導體超晶格電學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 計算細節(jié)
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Ga_0.5Al_0.5As/GaAs超晶格中各類型點缺陷的穩(wěn)定性
        4.3.2 Ga_0.5Al_0.5As/GaAs超晶格中各類型點缺陷的幾何結構
        4.3.3 Ga_0.5Al_0.5As/GaAs超晶格中各類型點缺陷的態(tài)密度
        4.3.4 Ga_0.5Al_0.5As/GaAs超晶格中各類型點缺陷的能帶結構
        4.3.5 缺陷態(tài)超晶格中電子的有效質量和遷移率
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 論文總結
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻



本文編號：3810398