新兴二维纳米电子器件的第一性原理设计

发布时间：2020-07-04 07:37

【摘要】：随着科学技术水平的日新月异,纳米尺度的新兴材料不断涌现,各种量子效应成为影响材料和器件性能的重要因素。在这种情况下,基于第一性原理的材料设计方法,特别是基于密度泛函理论(DFT)的从头算方法,已开始在新兴材料设计中扮演越来越重要的角色。本文通过密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法分别研究二硫化钼(MoS_2)无结晶体管的量子输运性质和弯曲应力对柔性全黑磷(BP)电子器件的输运性质的影响。本文首先利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的理论方法,研究表面钝化及VCA掺杂对MoS_2电子结构的影响,结果表明加H钝化后的能带出现了一个较大的次能隙;并且VCA掺杂浓度为1.81×1013/cm2,使MoS_2NR呈现金属性。并利用密度泛函理论结合非平衡格林函数的理论方法,首次基于四探针模型计算了二硫化钼无结晶体管的量子输运性质,考虑了栅极材料的原子结构以及栅极对晶体管的影响;研究结果表明,比起P型MoS_2无结晶体管,聚硅烷分子门可以更好地关闭N型MoS_2无结晶体管。其次,本文利用基于密度泛函理论结合非平衡格林函数的理论方法,研究了弯曲应力对柔性全黑磷电子器件的输运性质的影响,计算了不同掺杂类型(电子、空穴),不同输运方向(zigzag、armchair)的全黑磷器件的输运性质;研究结果表明,不同的弯曲角度对P型沿armchair方向、N型沿zigzag方向的柔性全黑磷器件的输运性质有明显的影响;而弯曲应力对于P型沿zigzag方向、N型沿armchair方向的器件的输运性质几乎没有影响。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：

迁移率[9-13]，因此引发了广泛的研究工作。1.2 MoS2的结构、性质及应用MoS2作为典型的过渡金属硫化物，在电子器件领域的研究一直受到了广泛的关注。MoS2是一种电子性质优异的半导体材料, 具有优良的电学及光学性质，广泛应用于太阳能电池、场效应晶体管、传感器、光探测器件等领域。并且二硫化钼又是非常重要的固体润滑剂，广泛应用于汽车制造业、冶金工业等领域。1.2.1 MoS2的结构二硫化钼主要有两种相结构[14]：1T 相和 2H 相(如图 1-1)。1T 相结构的Mo 原子为八面体配位, 晶胞由 1 个 S-Mo-S 单分子层组成，表现出金属性质。2H 相 MoS2的 Mo 原子为三角棱柱配位, 晶胞由 2 个 S-Mo-S 单分子层组成，表现出半导体性质。单层二硫化钼晶体在不同相中转换, 将表现出完全不同的物理性质。

迁移率[9-13]，因此引发了广泛的研究工作。1.2 MoS2的结构、性质及应用MoS2作为典型的过渡金属硫化物，在电子器件领域的研究一直受到了广泛的关注。MoS2是一种电子性质优异的半导体材料, 具有优良的电学及光学性质，广泛应用于太阳能电池、场效应晶体管、传感器、光探测器件等领域。并且二硫化钼又是非常重要的固体润滑剂，广泛应用于汽车制造业、冶金工业等领域。1.2.1 MoS2的结构二硫化钼主要有两种相结构[14]：1T 相和 2H 相(如图 1-1)。1T 相结构的Mo 原子为八面体配位, 晶胞由 1 个 S-Mo-S 单分子层组成，表现出金属性质。2H 相 MoS2的 Mo 原子为三角棱柱配位, 晶胞由 2 个 S-Mo-S 单分子层组成，表现出半导体性质。单层二硫化钼晶体在不同相中转换, 将表现出完全不同的物理性质。

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 周博;李新;陈明;黄世强;;σ-π共轭聚硅烷的合成、光电性能与应用[J];有机硅材料;2009年02期

2 吴俊s

本文编号：2740839