隨著摩爾定律的持續(xù)發(fā)展,集成電路工藝尺度不斷縮小,當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展到10nm制程,進(jìn)一步推進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)亞10 nm的集成電路已經(jīng)成為工業(yè)界的共識(shí)。然而傳統(tǒng)三維塊體材料在如此小的尺度下,短溝道效應(yīng)會(huì)變得非常顯著,材料遷移率快速降低,從而極大的惡化器件性能。以石墨烯為開端的二維材料家族由于具有極薄的厚度、較高的遷移率和較低的介電常數(shù),可以有效克服短溝道和遷移率下降帶來的問題,因而近年來引起了微電子工業(yè)界的普遍關(guān)注。此外,二維材料面外維度上的量子限制效應(yīng)帶來的各樣新奇的物理性質(zhì),也吸引了學(xué)術(shù)界廣泛的注意力。最近幾年,以黑磷為代表的二維磷烯材料及其制備的器件顯示出了非常優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景,因此迅速成為二維材料研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。盡管如此,從器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化到材料器件的制備工藝依然存在很多問題。典型的諸如制備過程中缺陷、非故意摻雜來源等內(nèi)在機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不清楚,而進(jìn)一步設(shè)計(jì)具有高量子效率的磷烯二維材料器件也是學(xué)術(shù)研究和推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重要方向之一。本文以第一性原理中密度泛函理論計(jì)算為研究手段,系統(tǒng)地研究了上述相關(guān)問題,一方面設(shè)計(jì)了若干具有潛在高量子效率可調(diào)控多功能器件,另一方面針對實(shí)驗(yàn)中遇到的典型... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 二維材料簡介
    1.2 二維異質(zhì)結(jié)簡介
    1.3 本文的研究安排
第二章 理論方法和計(jì)算軟件介紹
    2.1 量子化學(xué)基本理論
        2.1.1 波恩奧本海默近似
        2.1.2 Hartee-Fock近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi模型
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kolm-Sham方程
        2.2.4 局域密度近似
        2.2.5 廣義梯度近似
        2.2.6 Meta-GGA近似
        2.2.7 雜化泛函
        2.2.8 范德華泛函
    2.3 計(jì)算軟件包
第三章 hBN中空位缺陷對黑磷間接摻雜作用
    3.1 實(shí)驗(yàn)和理論研究背景
    3.2 理論方法和計(jì)算參數(shù)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 無缺陷黑磷-hBN結(jié)構(gòu)
        3.3.2 硼空位
        3.3.3 氮空位
        3.3.4 硼氮雙空位
        3.3.5 hBN中空位缺陷的形成能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 黑磷-HfS_2范德華異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)和電場調(diào)控研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)和理論研究背景
    4.2 理論方法和計(jì)算參數(shù)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 黑磷-HfS_2范德華異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)、電學(xué)和光學(xué)特性
        4.3.2 柵電場調(diào)控下黑磷-HfS-范德華異質(zhì)結(jié)的電學(xué)和光學(xué)特性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 藍(lán)磷-石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)和應(yīng)力調(diào)控研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)和理論研究背景
    5.2 理論方法和計(jì)算參數(shù)
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 垂直應(yīng)變下藍(lán)磷-石墨烯范德華異質(zhì)結(jié)的特性研究
        5.3.2 垂直應(yīng)變調(diào)控范德華異質(zhì)結(jié)的機(jī)理研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 藍(lán)磷-砷烯平面異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)研究
    6.1 實(shí)驗(yàn)和理論研究背景
    6.2 理論方法和計(jì)算參數(shù)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 不同寬度藍(lán)磷-砷烯橫向異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)特性和穩(wěn)定性
        6.3.2 不同寬度藍(lán)磷-砷烯橫向異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu)
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二維過渡金屬二硫化物中自旋能谷耦合的谷電子學(xué)[J]. 劉雪峰,馬駿超,孫棟.  物理. 2017(05)



本文編號(hào)：3187911