Ge/SiC界面态分析

发布时间：2021-08-09 21:40

　　Ge/SiC异质结可以实现SiC器件对可见光和近红外光的触发。由于Ge/SiC异质结界面的电学、光学等特性有别于体材料的光电特性,而SiC和Ge在理论上约存在23.0%的晶格失配,其界面结构及微观特性在很大程度上影响着Ge/SiC异质结的性能。在实验方面,早已开展对Ge/SiC异质结的研究工作并取得了一些傲人的成果,但是仍旧缺乏实际晶格匹配、态密度、失配位错密度以及成键机制等微观理论的研究。因此为了更为全面地研究Ge/SiC异质结界面相关的问题,本文采用第一性原理研究了Ge/4H-SiC异质结界面的成键机理、择优取向、界面缺陷等问题,主要得出了以下结论:1.利用第一性原理研究了Ge原子在4H-SiC（0001）表面的吸附特性以及Ge（111）/4HSiC（0001）异质结界面和Ge（110）/4H-SiC（0001）异质结界面的原子电子特性,并从能量、电子特性和态密度等方面进行了分析。2.建立了顶位、桥位、hcp洞位和fcc洞位四种Ge在4H-SiC（0001）表面的吸附模型。吸附能结果表明顶位是最稳定的吸附位置。几何特性说明键长越小,吸附能越大。布居分析和态密度分析表明4H-SiC（... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 Ge/SiC异质结界面研究现状
        1.1.1 实验研究现状
        1.1.2 理论模拟研究现状
    1.2 本课题的研究目的、内容及创新点
2 研究与计算方法
    2.1 密度泛函理论(DFT)
        2.1.1 多粒子体系的薛定谔方程
        2.1.2 Hohenberg-Kohn理论
        2.1.3 Kohn-Sham方程
    2.2 交换关联泛函
        2.2.1 局域密度近似(LDA)
        2.2.2 广义梯度近似(GGA)
    2.3 收敛性测试
    2.4 第一性原理计算常用软件
3 4H-SiC特性分析
    3.1 4H-SiC物理模型
    3.2 参数调试
    3.3 4H-SiC体特性分析
    3.4 4H-SiC理想表面模型的建立
        3.4.1 真空层厚度测试
        3.4.2 平板厚度测试
        3.4.3 释放原子层数
    3.5 表面态密度分析
    3.6 本章小结
4 Ge在4H-SiC(0001)表面的吸附特性
    4.1 Ge在4H-SiC(0001)表面的吸附模型
    4.2 结果和分析
        4.2.1 吸附能
        4.2.2 几何优化
        4.2.3 原子布居
        4.2.4 态密度
    4.3 本章小结
5 Ge(111)/4H-SiC(0001)和Ge(110)/4H-SiC(0001)界面分析
    5.1 Ge(111)/4H-SiC(0001)和Ge(110)/4H-SiC(0001)异质结界面模型
    5.2 界面特性分析
        5.2.1 Ge(110)/4H-SiC(0001)和Ge(111)/4H-SiC(0001)异质结界面的弛豫分析
        5.2.2 粘合能和弛豫能
        5.2.3 电子特性
        5.2.4 态密度
    5.3 本章小结
6 结论
    6.1 工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
作者攻读学位期间发表学术论文清单
基金项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析SiC材料特性及生长工艺[J]. 瞿诗瑜.  黑龙江科技信息. 2016(27)
[2]Ge掺杂SiC电学和光学特性的理论研究[J]. 臧源,曹琳,李连碧,林涛,杨霏.  激光与光电子学进展. 2015(06)
[3]SiGe缓冲层对β-SiC（n）/c-Si（p）异质结特性的影响[J]. 张彩珍,刘肃,陈永刚,吴蓉,刘春娟.  兰州交通大学学报. 2008(04)
[4]第一性原理研究BaTiO3（001）表面的电子结构[J]. 倪建刚,刘诺,杨果来,张曦.  物理学报. 2008(07)

博士论文
[1]新型功能分子器件的第一性原理研究[D]. 万海青.湖南师范大学 2013



本文编号：3332849