近年來材料界面的性質一直是物理、化學、材料等學科的研究熱點,由于界面材料電子結構的不連續(xù)性,帶來了一些與眾不同新奇物性。La Al O3/Sr Ti O3極性-非極性氧化物界面自從其被發(fā)現(xiàn)存在界面二維電子氣之后就吸引了眾多關注,體系界面處高遷移率的二維電子氣以及磁性、超導等豐富的物理性質,使其有望成為下一代新型氧化物電子器件材料。本論文以La Al O3/Sr Ti O3的現(xiàn)有研究成果為背景,為了提高體系的界面載流子密度和遷移率,進一步挖掘該體系光催化性能。使用第一性原理計算方法搭建了La BO3/KNb O3（B=Al,Ga）氧化物異質結界面,研究了體系的電子結構、輸運特性和光催化特性。首先,對三種構成異質結的鈣鈦礦晶體鈮酸鉀、鋁酸鑭和鎵酸鑭進行優(yōu)化計算,分析該體系的失配率和帶邊位置,發(fā)現(xiàn)其滿足構成異質結的條件。接著對La BO3/KNb O3氧化物異質結界面進行搭建,幾何結構優(yōu)化后計算異質結的分裂能、鍵長和平均靜電勢,分析異質結的穩(wěn)定性、幾何特性。發(fā)現(xiàn)界面兩側存在方向相反的極化場,使載流子在異質結中較為平均的分布。然后改變La BO3晶胞層數(shù)m,探討了（La BO3）m/KNb O... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦氧化物和相關的層狀化合物中能量尺度競爭導致電荷、自旋、軌道等有序[1]

屬氧化物多自由度耦合形成的豐富物性及界面極性-非極性（Polar-nonpolar）氧化物界之后就吸引了眾多的研究關注，LaAlO3體材料，當 LAO 外延生長在 STO 基底界面時，在 LAO 一定厚度時發(fā)生金屬-絕屬性[ 4, 5]。2004年，Hwang等人[ 6]在Nature濃度二維自由電子氣。除此之外，之后的

LAO/STO界面示意圖：(a)n型界面，(b)p型界面，(c)p-n型界面，(d)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]二硫化鉬/石墨烯異質結的界面結合作用及其對帶邊電位影響的理論研究[J]. 危陽,馬新國,祝林,賀華,黃楚云.  物理學報. 2017(08)

博士論文
[1]鈣鈦礦氧化物異質結中金屬—絕緣體相變和電子輸運的理論研究[D]. 方躍文.華東師范大學 2017
[2]鈣鈦礦金屬氧化物異質結的第一性原理研究[D]. 郭宏禮.中國科學技術大學 2016
[3]幾種鈣鈦礦氧化物異質界面電子結構與磁性質的第一性原理研究[D]. 許勤芳.南京大學 2013

碩士論文
[1]鈣鈦礦氧化物超晶格的制備與電磁性能研究[D]. 王萌.中國科學技術大學 2014



本文編號：3232369