局部应变对低维半导体材料的性质调制

发布时间：2022-09-29 14:49

　　近年来,低维材料因其独特的物理化学性质而得到了普遍的关注和深入的研究,在实验中已被广泛地用于制作接近原子尺寸的器件。理论指导使得传统的量子器件持续小型化。加上异质界面或局域形变无处不在缘故,低维材料的局部应变（如表面应变）具有普遍性。到目前为止,关于低维材料的局部应变的细节尚有许多不清楚之处,在本工作中,我们用第一性原理的计算方法,研究包含应变的一维Si/Ge纳米线和二维层状（单层和双层）T态TaS2的结构及相关电学性质。我们分别用“循环替代”引起表面局域形变的方法和改变晶格常数的方法向两体系模拟施加应变。当在＜112＞方向Si纳米线（111）表面施加应变时,发现只有在很大的压缩形变之下才会出现带隙减小的结果,而拉伸应变则一直会使带隙减小并且出现明显的间接向直接带隙的转换。并且在应力之下出现了价带和导带的空间分离,压力使得价带顶局域在压缩表面上；而拉伸力则引起导带底局域在拉伸形变表面上。对于Ge纳米线来说,发现当施加压缩应变时,带隙几乎没有发生改变,这意味着在Ge/Si核壳结构的材料中,Ge的电学性质几乎保持不变,为了验证该结论,我们做了Ge纳米线在应力应变下结构测试,发现键长和键角随... 

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与科学意义
    1.2 纳米材料的研究现状
    1.3 纳米材料的性能和特征
        1.3.1 纳米材料的特殊效应
        1.3.2 纳米材料特殊的特征表现
    1.4 能带理论
        1.4.1 布洛赫定理
        1.4.2 赝势
        1.4.3 能带和带隙及K点取样
        1.4.4 晶体属性(导体、绝缘体、金属)
        1.4.5 半导体电子论
    1.6 电荷密度波(charge density wave-CDW)
    1.7 研究的主要内容和研究意义
        1.7.1 主要内容
        1.7.2 意义
第二章 应变模型及计算方法
    2.1 应变模型的建立以及对应的计算细节
    2.2 计算方法
        2.2.1 第一性原理计算
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
        2.2.4 绝热近似
        2.2.5 广义梯度近似
    2.4 VASP计算软件包
第三章 结果与讨论
    3.1 表面局部应力对Si纳米线能带结构的调制
    3.2 Ge纳米线(111)表面的局部应力
    3.3 各项同性应力对单双层1T-TaS_2的CDW的影响
第四章 结论与展望
    4.1、总结
    4.2、展望
参考文献
致谢
硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]在预吸附氧原子的Ag（100）面上氯乙烯环氧化反应的密度泛函理论研究（英文）[J]. 吕永康,郗瑞鑫,任瑞鹏.  催化学报. 2011(03)

博士论文
[1]基于第一性原理的镍基合金晶界脆化机理的理论研究[D]. 刘文冠.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[2]低维半导体纳米材料制备、表征及纳米器件研究[D]. 程传伟.南京航空航天大学 2009



本文编号：3682789