新型材料和結(jié)構(gòu)的多物理場(chǎng)耦合行為研究是電磁固體力學(xué)研究領(lǐng)域的前沿課題。對(duì)于磁電效應(yīng)以及GaN半導(dǎo)體的研究都是國(guó)內(nèi)外未來(lái)值得關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前對(duì)于磁電復(fù)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(fù)合結(jié)構(gòu),而關(guān)于利用半導(dǎo)體壓電效應(yīng)的研究極少,針對(duì)其磁-力-電-光多物理場(chǎng)耦合行為的研究比較缺乏。已有的研究主要集中于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的捕捉,缺乏相關(guān)的理論研究,但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中影響因素較多,無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估各因素對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)多物理場(chǎng)耦合行為的作用效果。基于材料的壓電效應(yīng)以及磁致伸縮效應(yīng),本文對(duì)GaN基半導(dǎo)體/Terfenol-D多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的多物理場(chǎng)耦合行為進(jìn)行了理論研究,提出了復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁電模型和磁電光模型,分析了磁場(chǎng)和預(yù)應(yīng)力對(duì)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(xué)性質(zhì)的影響。主要內(nèi)容和結(jié)論有以下幾個(gè)方面:1.建立了GaN基半導(dǎo)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(fù)合結(jié)構(gòu)的磁電模型,模型可以定量分析復(fù)合結(jié)構(gòu)在不同磁場(chǎng)和預(yù)應(yīng)力下壓電層內(nèi)的極化電荷和應(yīng)變的變化情況。研究結(jié)果對(duì)于提升復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁電性能具有重要的指導(dǎo)意義。2....

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
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(dǎo)體材料
        1.1.3 多物理場(chǎng)耦合
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
    1.4 研究?jī)?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(jiǎn)介
        2.1.2 極化效應(yīng)
    2.2 磁致伸縮行為
        2.2.1 Terfenol-D材料簡(jiǎn)介
        2.2.2 磁致伸縮效應(yīng)
    2.3 磁電效應(yīng)
        2.3.1 介紹磁電效應(yīng)
        2.3.2 磁電效應(yīng)在復(fù)合材料中的應(yīng)用
    2.4 本章小結(jié)
第三章 GaN基半導(dǎo)體/Terfenol-D復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁電效應(yīng)
    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(dǎo)體/Terfenol-D復(fù)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(dǎo)體/Terfenol-D復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁電光效應(yīng)
    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(dǎo)體/Terfenol-D復(fù)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(yīng)對(duì)電子和空穴的影響
        4.3.2 磁致伸縮效應(yīng)對(duì)能帶和極化電場(chǎng)的影響
        4.3.3 磁致伸縮效應(yīng)對(duì)復(fù)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(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3972016