本文選題：核殼納米線 + 異質(zhì)結(jié)��； 參考：《華東師范大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：低維納米異質(zhì)結(jié)材料的出現(xiàn)改變了人類生活,從互聯(lián)網(wǎng)時代開始,在通信,存儲與處理信息,高速計算,航空航天等高科技和日常生活等領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響。本論文基于密度泛函理論,采用第一性原理計算方法,系統(tǒng)地研究了一維GaAs/InAs核殼納米線和二維MoS2及其異質(zhì)結(jié)的電子結(jié)構(gòu),磁學(xué)等相關(guān)性質(zhì),揭示了帶隙調(diào)控、摻雜、磁各向異性能、磁交換耦合等方面的微觀物理機(jī)制,本文主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下：1 采用結(jié)構(gòu)尺寸、化學(xué)組分和軸向應(yīng)變等方式分別調(diào)控了纖鋅礦(WZ)和閃鋅礦(ZB)GaAs/InAs核殼納米線的能帶結(jié)構(gòu)。變化的幾何尺寸和化學(xué)組分作為內(nèi)部手段來改變能帶,在納米線直徑一定時,帶隙隨組分變化呈非線性變化規(guī)律；在核原子數(shù)一定時則呈線性變化。外部的軸向應(yīng)變作為另一種方式調(diào)控帶隙,增大拉伸(壓縮)應(yīng)變時帶隙減小(增大)。核殼納米線中GaAs組分越高,相對帶隙越大。隨著應(yīng)變變化,纖鋅礦核殼納米線的帶隙存在一個拐點(diǎn),但該拐點(diǎn)并未在純的GaAs納米線中出現(xiàn)。2 在GaAs/InAs核殼納米線中進(jìn)行p型摻雜,發(fā)現(xiàn)在WZ中摻雜更容易且更穩(wěn)定。由于類型I帶階的存在,WZ和ZB結(jié)構(gòu)下核殼納米線中在GaAs核中摻雜Cd原子形成的p型半導(dǎo)體可以使帶邊的電子自發(fā)躍遷到雜質(zhì)態(tài),從而在InAs殼中形成一維空穴氣。另外,由于WZ結(jié)構(gòu)中存在兩種相互競爭的反鍵態(tài)和成鍵態(tài),上述躍遷行為還是一個可逆的過程。3 研究了帶有表面懸掛鍵的p型摻雜WZ和ZB構(gòu)型下GaAs/InAs核殼納米線的摻雜機(jī)理以及不同摻雜位置對p型摻雜的影響。計算發(fā)現(xiàn)表面In原子上帶有懸掛鍵其摻雜穩(wěn)定性更高。不論WZ和ZB結(jié)構(gòu)下的核殼納米線,在GaAs中進(jìn)行Cd摻雜更穩(wěn)定。雜質(zhì)原子離表面懸掛鍵越遠(yuǎn),在核殼納米線中更易形成穩(wěn)定的p型摻雜。特別的是,當(dāng)摻雜位置離表面懸掛鍵很近時,呈現(xiàn)出一個類似本征半導(dǎo)體的行為,因為表面懸掛鍵能俘獲鄰近雜質(zhì)提供的空穴,從而使得摻雜失效。與此同時,空穴的轉(zhuǎn)移致使價帶移到能量更低位,在導(dǎo)帶中出現(xiàn)能帶交叉現(xiàn)象。該理論結(jié)果為帶有表面懸掛鍵的GaAs/InAs核殼納米線中如何進(jìn)行有效p型摻雜提供了一個良好的理論依據(jù),為基于該光電子材料的實際應(yīng)用提供了科學(xué)指導(dǎo)。4 研究了Fe/MoS2異質(zhì)結(jié)的磁各向異性能(MAE),結(jié)果表明其大小以及磁軸方向可以通過電荷注入和軸向應(yīng)變進(jìn)行調(diào)控。計算發(fā)現(xiàn)Fe-3d和Mo-4d電子的耦合可改變費(fèi)米能級附近d軌道的占據(jù)數(shù),導(dǎo)致電荷注入和應(yīng)變效應(yīng)對MAE影響顯著。通過電荷注入可使MAE值達(dá)到中性體系的十倍,且調(diào)控雙軸應(yīng)變可使Fe/MoS2的易軸發(fā)生改變,而在單組份的Fe單層中并未出現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變。5 深入研究了電荷注入對MoS2及其異質(zhì)結(jié)MoS2/WS2體系磁學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)磁性元素的磁耦合交換作用不僅與層數(shù)有關(guān),還取決于所選取的摻雜元素。Fe或Mn對單層MoS2進(jìn)行雙摻雜,通過磁雙交換或超交換作用,體系表現(xiàn)出鐵磁或反鐵磁基態(tài),且通過外部電荷注入,磁耦合交換作用可在二者間相互轉(zhuǎn)換。另外,在MoS2/WS2異質(zhì)結(jié)中進(jìn)行磁性元素?fù)诫s均呈現(xiàn)出反鐵磁態(tài),且通過注入電荷并未像單層MoS2一樣發(fā)生鐵磁耦合的相互轉(zhuǎn)變。
[Abstract]:Based on the theory of density functional theory and using the first principle to calculate the energy band structure , the band gap regulation , doping , magnetic anisotropy energy and magnetic exchange coupling are systematically studied .
In this paper , we have studied the doping mechanism and the influence of different doping positions on p - type doping in GaAs / InP core - shell nano - wire .
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O469

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張立綱;超晶格異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的輸運(yùn)性質(zhì)[J];物理學(xué)進(jìn)展;1988年03期

2 范希武;與Ⅱ—Ⅵ族有關(guān)的異質(zhì)結(jié)的場致發(fā)光[J];國外信息顯示;1973年Z1期

3 王慶學(xué);異質(zhì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和應(yīng)力分布模型研究[J];物理學(xué)報;2005年08期

4 單淑萍;蔡麗清;;異質(zhì)結(jié)領(lǐng)域發(fā)展近況[J];科教文匯(上旬刊);2009年12期

5 張振飛;劉海瑞;張華;劉旭光;賈虎生;許并社;;ZnO/Ag球形異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料的制備及其吸光性能研究[J];人工晶體學(xué)報;2013年12期

6 王華,于軍,董小敏,王耘波,周文利,趙建洪,周東祥;Au/PZT/BIT/p-Si異質(zhì)結(jié)的制備與性能研究[J];物理學(xué)報;2001年05期

7 錢學(xué)e，

本文編號：1992682