寬禁帶半導(dǎo)體具有高效的光電轉(zhuǎn)化能力、優(yōu)良的高頻功率特性、高溫性能穩(wěn)定和低能量損耗等優(yōu)勢,成為支撐信息、能源、交通、先進制造、國防等領(lǐng)域發(fā)展的重點新材料。Ga203是一種極具潛在應(yīng)用前景的寬帶隙半導(dǎo)體,其出色的材料特性包括極寬的帶隙(Eg～4.9 eV)和高擊穿電場(8 MV/cm),使它特別適用于太陽能盲光電探測器(SBPD)和高功率場效應(yīng)晶體管(FET)。本論文依托課題組承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:11547039,61675032),主要開展了以下幾個方面研究工作:1)二維β-Ga203基本物理性質(zhì)研究�；跍�(zhǔn)粒子近似+隨機相位近似(GW+RPA)和準(zhǔn)粒子近似+雙粒子格林函數(shù)運動方程(GW+BSE)兩種方法研究了二維β-Ga203的幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)以及激子特性。幾何優(yōu)化的結(jié)果顯示二維β-Ga203的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了畸變,晶體的對稱性下降,并且影響到了它們的電子結(jié)構(gòu)。二維β-Ga203的激子效應(yīng)非常明顯,主導(dǎo)了它們的光學(xué)性質(zhì)。2)H-β-Ga203基本物理性質(zhì)研究�；贕W+RPA和GW+BSE兩種方法研究了H鈍化對二維β-Ga203的調(diào)控效應(yīng),精確地得到了激子束縛能、...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 寬禁帶半導(dǎo)體材料的研究背景與發(fā)展趨勢
    1.2 氧化鎵材料概述
        1.2.1 幾何結(jié)構(gòu)
        1.2.2 基本物理性質(zhì)
    1.3 氧化鎵材料性質(zhì)研究概述
        1.3.1 幾何結(jié)構(gòu)與摻雜位置
        1.3.2 電子性質(zhì)
        1.3.3 光學(xué)性質(zhì)
        1.3.4 磁學(xué)性質(zhì)
    1.4 氧化鎵材料應(yīng)用研究概述
        1.4.1 太陽能盲UV光電探測器
        1.4.2 β-Ga₂O₃功率器件的應(yīng)用
    1.5 研究進展總結(jié)及有待解決的問題
    1.6 本論文結(jié)構(gòu)安排
    參考文獻
第二章 理論基礎(chǔ)與計算方法
    2.1 引言
    2.2 材料計算的發(fā)展與應(yīng)用前景
    2.3 第一性原理與密度泛函理論
        2.3.1 Thomas-Femi模型
        2.3.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.3.3 Kohn-Sham方程
        2.3.4 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.3.5 贗勢
    2.4 多體微擾理論(MBPT)
        2.4.1 GW近似
        2.4.2 Bethe-Salpeter方程(BSE)和光學(xué)吸收
    2.5 計算方法與程序
    參考文獻
第三章 二維β-Ga₂O₃基本物理性質(zhì)研究
    3.1 引言
    3.2 理論模型與計算方法
    3.3 二維β-Ga₂O₃的幾何結(jié)構(gòu)研究
    3.4 二維β-Ga₂O₃的電子結(jié)構(gòu)研究
    3.5 二維β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)研究
        3.5.1 單層二維β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)
        3.5.2 雙層及三層二維β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 H-β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)研究
    4.1 引言
    4.2 理論模型與計算方法
    4.3 H-β-Ga₂O₃的電子結(jié)構(gòu)研究
        4.3.1 H-β-Ga₂O₃幾何結(jié)構(gòu)研究
        4.3.2 H-β-Ga₂O₃電子結(jié)構(gòu)研究
    4.4 H-β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)研究
        4.4.1 單層H-β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)研究
        4.4.2 雙層及三層H-β-Ga₂O₃的光學(xué)性質(zhì)及激子效應(yīng)研究
    4.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 摻雜Si的β-Ga₂O₃體材料基本物理性質(zhì)研究
    5.1 引言
    5.2 理論模型與計算方法
    5.3 體相β-Ga₂O₃的物理性質(zhì)研究
        5.3.1 幾何結(jié)構(gòu)
        5.3.2 電子結(jié)構(gòu)
        5.3.3 光學(xué)性質(zhì)
    5.4 摻雜Si的塊體β-Ga₂O₃的物理性質(zhì)研究
        5.4.1 幾何結(jié)構(gòu)
        5.4.2 電子結(jié)構(gòu)
        5.4.3 光學(xué)性質(zhì)
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 未來工作展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3758552