在半導(dǎo)體中引入磁性可以獲得稀磁半導(dǎo)體（DMS）,由于DMS能夠同時(shí)調(diào)控電流和自旋兩種自由度,為開辟半導(dǎo)體技術(shù)新領(lǐng)域以及制備新型電子器件提供了條件。以SiC、ZnO和GaN為代表的第三代半導(dǎo)體相比于傳統(tǒng)半導(dǎo)體具有更寬的禁帶、更高的飽和載流子漂移速率和更低的導(dǎo)通電阻,因此這類半導(dǎo)體被廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域,對(duì)這類半導(dǎo)體進(jìn)行摻雜改性研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的客觀要求。本文基于密度泛函理論對(duì)過渡金屬元素?fù)诫s3C-SiC系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)做了系統(tǒng)的研究。本文的具體工作內(nèi)容如下:一、對(duì)3C-SiC的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算和分析,并且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和其他理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。二、對(duì)3C-SiC的本征缺陷進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明3C-SiC中的碳空位（V_C）或者硅空位(V_Si)不能引入磁性。三、過渡金屬元素（Sc:Zn）摻雜3C-SiC的計(jì)算結(jié)果表明,Sc、V、Cr、Mn和Fe元素?fù)诫s3C-SiC的磁化能滿足室溫鐵磁性的要求。四、過渡金屬元素和N元素共摻雜表現(xiàn)出更低的形成能。Cr-N、Mn-N、Fe-N、Co-N和Ni-N共摻雜體系相比過渡金屬摻雜體系具有更高的磁化能。計(jì)算... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 稀磁半導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀
    1.2 稀磁半導(dǎo)體的實(shí)現(xiàn)途徑
    1.3 SiC的 DMS的研究進(jìn)展
        1.3.1 SiC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和研究歷史
        1.3.2 碳化硅DMS的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 碳化硅DMS的理論研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的研究目的
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 第一性原理的理論基礎(chǔ)
    2.1 第一性原理
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Hohenberg-Kohn理論
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 局域密度近似
        2.2.4 廣義梯度近似
    2.3 物理量描述
        2.3.1 能帶結(jié)構(gòu)
        2.3.2 態(tài)密度
        2.3.3 差分電荷密度
    2.4 Quantum-Espresso軟件包
    2.5 計(jì)算流程描述
    2.6 本章小結(jié)
第3章 3C-SiC本征缺陷的第一性原理計(jì)算
    3.1 物理模型構(gòu)建
    3.2 參數(shù)設(shè)置
    3.3 形成能的計(jì)算方法
    3.4 計(jì)算結(jié)果與分析
        3.4.1 晶體結(jié)構(gòu)
        3.4.2 電子結(jié)構(gòu)
        3.4.3 磁矩與極化能
        3.4.4 形成能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 過渡金屬摻雜碳化硅的室溫鐵磁性研究
    4.1 計(jì)算模型與方法
        4.1.1 計(jì)算模型
        4.1.2 贗勢(shì)的價(jià)電子構(gòu)型
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 晶體結(jié)構(gòu)與形成能
        4.2.2 磁矩與極化能
        4.2.3 電子結(jié)構(gòu)與磁化能
    4.3 本章小結(jié)
第5章 過渡金屬與氮共摻雜碳化硅的室溫鐵磁性研究
    5.1 計(jì)算模型與方法
        5.1.1 計(jì)算模型
        5.1.2 贗勢(shì)的價(jià)電子構(gòu)型
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 晶體結(jié)構(gòu)與形成能
        5.2.2 磁矩與極化能
        5.2.3 電子結(jié)構(gòu)與磁化能
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
致謝



本文編號(hào)：3650758