新型材料和結(jié)構(gòu)的多物理場耦合行為研究是電磁固體力學研究領(lǐng)域的前沿課題。對于磁電效應以及GaN半導體的研究都是國內(nèi)外未來值得關(guān)注的熱點問題。目前對于磁電復合材料和結(jié)構(gòu)的研究主要集中于利用傳統(tǒng)陶瓷材料作為壓電層的復合結(jié)構(gòu),而關(guān)于利用半導體壓電效應的研究極少,針對其磁-力-電-光多物理場耦合行為的研究比較缺乏。已有的研究主要集中于實驗現(xiàn)象的捕捉,缺乏相關(guān)的理論研究,但實驗過程中影響因素較多,無法準確評估各因素對復合結(jié)構(gòu)多物理場耦合行為的作用效果。基于材料的壓電效應以及磁致伸縮效應,本文對GaN基半導體/Terfenol-D多層復合結(jié)構(gòu)的多物理場耦合行為進行了理論研究,提出了復合結(jié)構(gòu)的磁電模型和磁電光模型,分析了磁場和預應力對量子阱內(nèi)的能帶、波函數(shù)重疊率、電子和空穴的空間分布情況、光學性質(zhì)的影響。主要內(nèi)容和結(jié)論有以下幾個方面:1.建立了GaN基半導體的壓電模型和Terfenol-D薄膜的磁致伸縮模型,基于上述壓電模型以及磁致伸縮模型建立了復合結(jié)構(gòu)的磁電模型,模型可以定量分析復合結(jié)構(gòu)在不同磁場和預應力下壓電層內(nèi)的極化電荷和應變的變化情況。研究結(jié)果對于提升復合結(jié)構(gòu)的磁電性能具有重要的指導意義。2....

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 智能材料
        1.1.2 半導體材料
        1.1.3 多物理場耦合
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 擬解決的關(guān)鍵問題
    1.4 研究內(nèi)容和章節(jié)安排
    1.5 本章小結(jié)
第二章 基本理論
    2.1 GaN基材料的極化行為
        2.1.1 GaN基材料簡介
        2.1.2 極化效應
    2.2 磁致伸縮行為
        2.2.1 Terfenol-D材料簡介
        2.2.2 磁致伸縮效應
    2.3 磁電效應
        2.3.1 介紹磁電效應
        2.3.2 磁電效應在復合材料中的應用
    2.4 本章小結(jié)
第三章 GaN基半導體/Terfenol-D復合結(jié)構(gòu)的磁電效應
    3.1 壓電和磁致伸縮模型
        3.1.1 壓電模型
        3.1.2 磁致伸縮模型
    3.2 GaN基半導體/Terfenol-D復合結(jié)構(gòu)磁電模型
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 GaN基半導體/Terfenol-D復合結(jié)構(gòu)的磁電光效應
    4.1 自洽理論模型
        4.1.1 InGaN/GaN量子阱模型
        4.1.2 薛定諤和泊松方程及有限差分法
    4.2 GaN基半導體/Terfenol-D復合結(jié)構(gòu)的磁電光模型
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 磁致伸縮效應對電子和空穴的影響
        4.3.2 磁致伸縮效應對能帶和極化電場的影響
        4.3.3 磁致伸縮效應對復合結(jié)構(gòu)發(fā)光的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3972016