新型低维半导体材料电子性质调控及量子输运的第一性原理研究
发布时间：2021-09-28 05:19
近年来,一个或多个维度被限制在纳米尺度下的新型低维材料逐渐成为材料科学研究领域的热点。与传统的三维块体材料相比,低维材料由于量子限制、表面和界面等效应,具有独特的电子、光学和力学等性质。因此,低维材料在工业技术应用方面有着巨大的潜力,尤其是为纳米电子器件的发展注入了新的活力,并且提供了拥有极多可能性的新的基础科学研究方向。与此同时,理论物理化学和计算机科学的发展进步也是日新月异,这促使了很多量子计算方法的产生。其中,基于密度泛函理论的第一性原理方法使得我们可以用数值方法求解复杂体系的薛定谔方程,进而获得与实验测量结果相近的材料体系的物理化学性质。通过对低维材料的理论计算研究,可以预测材料体系的未知性质,为实验制备、测量和应用等提供参考,从而节省资源并提高实验效率。因此,本论文的主题是为了突破当前电子器件发展瓶颈,采用第一性原理计算的方法,结合实验体系,对一些新型低维材料的电子结构和调控、表面和界面效应、量子输运以及潜在应用进行研究。围绕这一主题,我们有两个切入点:利用低维材料设计新型逻辑器件,并且对新型低维半导体材料性质进行理论计算研究。贯穿本论文的研究有三条主线:（1）结合实验体系开...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?２０世纪器件加工精度随时间的演变
测邏仪器??：｜?：?＇、＇、?Ｊ?、、超高精度磨床?（多普《）．多反射）??０．００１?Ｍｍ，?ｉａ３?Ｊ＂?／?；ｉ?＼／＊?？．…Ｌ．．Ｊ．…；：：４????ｌｎｍ?ｙｉ＿Ｌ－Ｃ＼?ｉ丨０．００邝ｍｊ、、、原子、分子或离子束加工，?扫描电子显韻．透射??０．３?ｎｍ?－＾１?；；?Ｖ．?４－４?电子显Ｍ？电子行射??（原子晶格尺度ｆ具贿度＿平均维＇?＿丨ｎ?丨＾物质合阳?＝＝ｒ．ｘｗ??１９００?１９２０?１９４０?１９６０?１９８０?２０００?年度??图２－１?２０世纪器件加工精度随时间的演变。译自文献丨５丨。??学家Ｇ．?Ｂｉｎｎｉｎｇ和Ｈ．?Ｒｏｈｒｅｒ发明了扫描隧道显微镜（ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ??ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，?ＳＴＭ）并因此获得了?１９８６年诺贝尔物理学奖。ＳＴＭ的发明是纳??米科技史的里程碑。１９８９年，美国ＩＢＭ公司的科学家Ｄｏｎａｌｄ?Ｍ．?Ｅｉｇｌｅｒ和??Ｅｒｈａｒｄ．?Ｋ．?Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ使用ＳＴＭ在镍表面将氙原子排成了?ＩＢＭ的字样，人类??进入了可以操控单个原子的时代。１９９０年７月第一届国际纳米科学技术大会??在美国巴尔的摩举行，至此，纳米材料正式成为了材料科学的一个新学科。??掌握摩尔定律?ＣｃｒｅｉＳ＊?１〇〇ｆｚ；??英特尔在主流微处理器芯片上封?Ｉｎｔｅｌ?Ｃｏｒｅ?２?Ｄｕｏ?ＵｉＺ?＼??装更多晶体管的逬展。?４＿１ｆｚ、?ｗｉｚ??保用对数刻度）?Ｐｅｎｔｉｕｍ?４＊?ｆ－—＾Ｃｏｒｅ?ｉ５?＾??＊表示上一代芯片?亿?１?１０亿?ｉ０００万??的升级版?Ｉ??．．．?—■Ｊ＂１?１。。万??．
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本文编号：3411319
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?２０世纪器件加工精度随时间的演变
测邏仪器??：｜?：?＇、＇、?Ｊ?、、超高精度磨床?（多普《）．多反射）??０．００１?Ｍｍ，?ｉａ３?Ｊ＂?／?；ｉ?＼／＊?？．…Ｌ．．Ｊ．…；：：４????ｌｎｍ?ｙｉ＿Ｌ－Ｃ＼?ｉ丨０．００邝ｍｊ、、、原子、分子或离子束加工，?扫描电子显韻．透射??０．３?ｎｍ?－＾１?；；?Ｖ．?４－４?电子显Ｍ？电子行射??（原子晶格尺度ｆ具贿度＿平均维＇?＿丨ｎ?丨＾物质合阳?＝＝ｒ．ｘｗ??１９００?１９２０?１９４０?１９６０?１９８０?２０００?年度??图２－１?２０世纪器件加工精度随时间的演变。译自文献丨５丨。??学家Ｇ．?Ｂｉｎｎｉｎｇ和Ｈ．?Ｒｏｈｒｅｒ发明了扫描隧道显微镜（ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ??ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，?ＳＴＭ）并因此获得了?１９８６年诺贝尔物理学奖。ＳＴＭ的发明是纳??米科技史的里程碑。１９８９年，美国ＩＢＭ公司的科学家Ｄｏｎａｌｄ?Ｍ．?Ｅｉｇｌｅｒ和??Ｅｒｈａｒｄ．?Ｋ．?Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ使用ＳＴＭ在镍表面将氙原子排成了?ＩＢＭ的字样，人类??进入了可以操控单个原子的时代。１９９０年７月第一届国际纳米科学技术大会??在美国巴尔的摩举行，至此，纳米材料正式成为了材料科学的一个新学科。??掌握摩尔定律?ＣｃｒｅｉＳ＊?１〇〇ｆｚ；??英特尔在主流微处理器芯片上封?Ｉｎｔｅｌ?Ｃｏｒｅ?２?Ｄｕｏ?ＵｉＺ?＼??装更多晶体管的逬展。?４＿１ｆｚ、?ｗｉｚ??保用对数刻度）?Ｐｅｎｔｉｕｍ?４＊?ｆ－—＾Ｃｏｒｅ?ｉ５?＾??＊表示上一代芯片?亿?１?１０亿?ｉ０００万??的升级版?Ｉ??．．．?—■Ｊ＂１?１。。万??．
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