本文關(guān)鍵詞：摻雜原子對(duì)單層SnSe材料電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)影響的第一性原理研究

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【摘要】：隨著石墨烯在實(shí)驗(yàn)中被成功剝離開始,因其優(yōu)異的超薄導(dǎo)電導(dǎo)熱性,高電子遷移率和量子霍爾效應(yīng)等,像石墨烯這種層狀結(jié)構(gòu)的材料同樣受到了越來越多的注意力。而且越來越多的二維原子層材料受到了特別的關(guān)注(如,硅烯,鍺烯,錫烯,磷烯等等)。單層材料展現(xiàn)出了不同于體材料的電子,光學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)。就像V族半導(dǎo)體,石墨烯和鍺烯,拓寬了等離子III-V族化合物的應(yīng)用一樣,磷烯和錫烯的發(fā)現(xiàn)同樣拓寬了等離子IV-VI族半導(dǎo)體的應(yīng)用。IV-VI族半導(dǎo)體中的SnSe具有類石墨烯的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了特殊的性質(zhì)。單層SnSe在室溫下是具有斜交晶系空間點(diǎn)群的GeS結(jié)構(gòu),也就是扭曲的NaCl結(jié)構(gòu),是一種重要的間接帶隙半導(dǎo)體材料。本文主要是通過DFT-PBE方法,在理論上研究了單層SnSe材料的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì),以及在單層SnSe中用III族原子(Ga,In和Tl)和V族原子(As,Sb和Bi)替代其中的金屬原子Sn與用V族原子(As和Sb)和VII族原子(Br和I)替代其中的非金屬原子Se后體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)的基本情況。并給出了清晰的圖像及相關(guān)分析,從而使單層SnSe在實(shí)際中的應(yīng)用有了理論方向,具有重要的實(shí)用價(jià)值。第一章,對(duì)IV-VI族半導(dǎo)體體材料和單層材料以及SnSe材料的簡單介紹,重點(diǎn)介紹了SnSe的體材料和單層材料。第二章,簡單的描述了第一性原理,主要對(duì)密度泛函理論中的相關(guān)概念及定理做了闡述,并對(duì)文中所用的軟件包VASP與計(jì)算模型和參數(shù)的設(shè)置做了簡單的介紹。第三章,對(duì)SnSe體材料和單層材料的電子性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)做了簡單的研究,對(duì)比了體材料和單層材料的相關(guān)性質(zhì)。第四章,在單層SnSe的前提下,用五族原子As,Sb與Bi和三族原子Ga,In和Tl原子分別替代Sn原子,研究了摻雜體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì),并對(duì)六種原子摻雜后的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,做出了相應(yīng)的解釋。第五章,以單層SnSe為基礎(chǔ),用七族元素Br,I和五族元素As,Sb原子先后取代Se原子,同樣對(duì)其摻雜體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)做了相應(yīng)的研究,以及對(duì)比了摻雜后四種體系的不同,同樣分析了出現(xiàn)的差別。第六章,全文總結(jié)。對(duì)單層SnSe中的Sn原子和Se原子分別用不同的元素進(jìn)行摻雜。對(duì)摻雜后各個(gè)體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了簡單的分析說明。
【關(guān)鍵詞】：單層SnSe 替代摻雜 電學(xué)性質(zhì) 磁學(xué)性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN304.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 常見半導(dǎo)體簡介11-12
• 1.2 IV-VI族半導(dǎo)體研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 IV-VI族半導(dǎo)體體材料簡介12-14
• 1.2.2 IV-VI族半導(dǎo)體二維單層材料簡介14-15
• 1.3 SnSe材料的研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 SnSe體材料的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.2 SnSe單層材料的研究現(xiàn)狀18-20
• 2 理論方法20-28
• 2.1 第一性原理簡介20
• 2.2 密度泛函理論20-23
• 2.3 交換關(guān)聯(lián)能23-26
• 2.3.1 交換關(guān)聯(lián)能23-25
• 2.3.2 局域密度近似與廣義梯度近似25
• 2.3.3 贗勢25-26
• 2.4 VASP簡介26
• 2.5 本文計(jì)算所有參數(shù)26-28
• 3 SnSe體材料和單層材料研究28-34
• 3.1 SnSe體材料的相關(guān)性質(zhì)28-29
• 3.2 二維單層SnSe電子性質(zhì)和磁性29-32
• 3.3 本章小結(jié)32-34
• 4 V族原子As，Sb和Bi與III族原子Ga、In和Tl替代Sn原學(xué)后對(duì)單層SnSe電子性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)的影響34-47
• 4.1 研究背景34-35
• 4.2 摻雜五族原子As，Sb與Bi對(duì)體系電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)的影響35-41
• 4.2.1 As原子摻雜后體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)35-37
• 4.2.2 Sb原子摻雜后體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)37-39
• 4.2.3 Bi原子摻雜后體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)39-40
• 4.2.4 本節(jié)小結(jié)40-41
• 4.3 Ga、In和Tl替代Sn原子后體系的電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)41-46
• 4.3.1 Ga原子摻雜后體系的電子性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)41-42
• 4.3.2 In原子摻雜后體系的電子性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)42-44
• 4.3.3 Tl原子摻雜后體系的電子性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)44-45
• 4.3.4 本節(jié)小結(jié)45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 5 V族原子As，Sb和VII族原子Br，，I替代Se后對(duì)單層SnSe電學(xué)性質(zhì)與磁學(xué)性質(zhì)的影響47-52
• 5.1 研究背景47
• 5.2 As，Sb替代Se原子摻雜后體系電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)的研究47-49
• 5.3 Br，I替代Se原子摻雜后體系電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)的研究49-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 6 全文總結(jié)52-54
• 附圖和表清單54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 個(gè)人簡歷與碩士期間發(fā)表論文60-61
• 個(gè)人簡歷60
• 碩士期間發(fā)表論文情況60-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王清霞;摻雜原子對(duì)單層SnSe材料電學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)影響的第一性原理研究[D];鄭州大學(xué);2016年

本文編號(hào)：658681