本文主要研究内容
作者高晗（2019）在《Ⅲ族氮化物二维结构的点缺陷研究》一文中研究指出：Ⅲ族氮化物的二维纳米材料因其独特的电子结构、良好的稳定性和优良的光电性能,在通讯、能源、半导体器件、光电子等领域展现出巨大优势,是当前物理、化学、材料科学等诸多领域的研究热点。在众多的氮化物二维材料中,比较引人关注的有氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)和氮化铟(InN),它们较宽的带隙值和优异的电子、光学特性,使得其在光电器件应用中备受青睐。在材料的生长制备过程中,缺陷的引入无法避免,由于二维材料的低维结构特性,其内包含的缺陷对材料自身性质的影响将会比在三维体相材料中更为显著,这使得制备实验获得材料的性质与理想材料的性质区别很大。但缺陷对材料的影响并不总是负面的,它也是调控其物理性质的一种重要方法,因此系统而全面的缺陷研究对更好的认识二维材料具有重要意义。本文具体研究内容如下:利用第一性原理研究了点状缺陷对于Ⅲ族氮化物二维材料几何结构和电子特性的调控。在具有点缺陷的Hexagonal结构氮化物中,所有结构均表现为化学稳定,结合能数值与完美结构相比并无明显变化。具有N原子空位缺陷的结构是最容易形成的,同时表现为没有磁性的金属体系;相对来说,金属原子的缺失和替换形成比较困难,对材料电子特性的影响也比较明显,这种缺陷带来了未成对电子,使材料出现磁矩,由原来的非磁性材料转变为铁磁性材料。在金属原子缺失的情况中,费米能级附近的能态发生改变,体系由原来的间接带隙半导体材料转变为半金属材料,而金属原子替换的情况中,体系仍然为半导体材料。这种缺陷对电子特性的调控在实践中具有非常广阔的应用前景。作为补充,利用同族原子的掺杂,研究了Hexagonal结构中几种浓度合金单层材料(AlGaN,InGaN)的几何与电子特性。在所有的稳定结构中,晶胞和结合能的大小与掺杂的浓度存在良好的线性关系,同时间接带隙的数值与浓度变化也呈现出一定的线性特征。形成能计算表明,合金结构中的两种原子比例越接近50%,需要的能量越高,结构形成就越困难。这种掺杂结构扩展了Ⅲ族氮化物材料的种类,并为制作光电子器件选择合适带宽的材料提供了可能。氮化物的Haeckelite结构也是本文点缺陷研究的重点。在Hexagonal结构氮化物中,点缺陷对三种材料的调控有一定的相似性,因此Haeckelite结构中的点缺陷研究选择GaN材料作为代表,以提高计算效率。计算结果表明,Ga原子或N原子的缺失和替换与在Hexagonal结构中对材料的调控是相似的。而双原子的缺失和位置互换需要分别进行分析,同种缺陷的两种结构形成能相当接近,说明形成的可能性大致相等。VGaN的两种结构均由半导体转变为半金属,但半金属性程度略有差异;Ga?N中,一种结构与原完美结构相似,另一种则出现了晶格重整和微小的磁矩。这些缺陷计算使我们对Haeckelite结构氮化物的认识更加深入,同时为这种新型结构在器件应用中的研究提供了一定的参考作用。
Abstract
Ⅲzu dan hua wu de er wei na mi cai liao yin ji du te de dian zi jie gou 、liang hao de wen ding xing he you liang de guang dian xing neng ,zai tong xun 、neng yuan 、ban dao ti qi jian 、guang dian zi deng ling yu zhan xian chu ju da you shi ,shi dang qian wu li 、hua xue 、cai liao ke xue deng zhu duo ling yu de yan jiu re dian 。zai zhong duo de dan hua wu er wei cai liao zhong ,bi jiao yin ren guan zhu de you dan hua lv (AlN)、dan hua jia (GaN)he dan hua yin (InN),ta men jiao kuan de dai xi zhi he you yi de dian zi 、guang xue te xing ,shi de ji zai guang dian qi jian ying yong zhong bei shou qing lai 。zai cai liao de sheng chang zhi bei guo cheng zhong ,que xian de yin ru mo fa bi mian ,you yu er wei cai liao de di wei jie gou te xing ,ji nei bao han de que xian dui cai liao zi shen xing zhi de ying xiang jiang hui bi zai san wei ti xiang cai liao zhong geng wei xian zhe ,zhe shi de zhi bei shi yan huo de cai liao de xing zhi yu li xiang cai liao de xing zhi ou bie hen da 。dan que xian dui cai liao de ying xiang bing bu zong shi fu mian de ,ta ye shi diao kong ji wu li xing zhi de yi chong chong yao fang fa ,yin ci ji tong er quan mian de que xian yan jiu dui geng hao de ren shi er wei cai liao ju you chong yao yi yi 。ben wen ju ti yan jiu nei rong ru xia :li yong di yi xing yuan li yan jiu le dian zhuang que xian dui yu Ⅲzu dan hua wu er wei cai liao ji he jie gou he dian zi te xing de diao kong 。zai ju you dian que xian de Hexagonaljie gou dan hua wu zhong ,suo you jie gou jun biao xian wei hua xue wen ding ,jie ge neng shu zhi yu wan mei jie gou xiang bi bing mo ming xian bian hua 。ju you Nyuan zi kong wei que xian de jie gou shi zui rong yi xing cheng de ,tong shi biao xian wei mei you ci xing de jin shu ti ji ;xiang dui lai shui ,jin shu yuan zi de que shi he ti huan xing cheng bi jiao kun nan ,dui cai liao dian zi te xing de ying xiang ye bi jiao ming xian ,zhe chong que xian dai lai le wei cheng dui dian zi ,shi cai liao chu xian ci ju ,you yuan lai de fei ci xing cai liao zhuai bian wei tie ci xing cai liao 。zai jin shu yuan zi que shi de qing kuang zhong ,fei mi neng ji fu jin de neng tai fa sheng gai bian ,ti ji you yuan lai de jian jie dai xi ban dao ti cai liao zhuai bian wei ban jin shu cai liao ,er jin shu yuan zi ti huan de qing kuang zhong ,ti ji reng ran wei ban dao ti cai liao 。zhe chong que xian dui dian zi te xing de diao kong zai shi jian zhong ju you fei chang an kuo de ying yong qian jing 。zuo wei bu chong ,li yong tong zu yuan zi de can za ,yan jiu le Hexagonaljie gou zhong ji chong nong du ge jin chan ceng cai liao (AlGaN,InGaN)de ji he yu dian zi te xing 。zai suo you de wen ding jie gou zhong ,jing bao he jie ge neng de da xiao yu can za de nong du cun zai liang hao de xian xing guan ji ,tong shi jian jie dai xi de shu zhi yu nong du bian hua ye cheng xian chu yi ding de xian xing te zheng 。xing cheng neng ji suan biao ming ,ge jin jie gou zhong de liang chong yuan zi bi li yue jie jin 50%,xu yao de neng liang yue gao ,jie gou xing cheng jiu yue kun nan 。zhe chong can za jie gou kuo zhan le Ⅲzu dan hua wu cai liao de chong lei ,bing wei zhi zuo guang dian zi qi jian shua ze ge kuo dai kuan de cai liao di gong le ke neng 。dan hua wu de Haeckelitejie gou ye shi ben wen dian que xian yan jiu de chong dian 。zai Hexagonaljie gou dan hua wu zhong ,dian que xian dui san chong cai liao de diao kong you yi ding de xiang shi xing ,yin ci Haeckelitejie gou zhong de dian que xian yan jiu shua ze GaNcai liao zuo wei dai biao ,yi di gao ji suan xiao lv 。ji suan jie guo biao ming ,Gayuan zi huo Nyuan zi de que shi he ti huan yu zai Hexagonaljie gou zhong dui cai liao de diao kong shi xiang shi de 。er shuang yuan zi de que shi he wei zhi hu huan xu yao fen bie jin hang fen xi ,tong chong que xian de liang chong jie gou xing cheng neng xiang dang jie jin ,shui ming xing cheng de ke neng xing da zhi xiang deng 。VGaNde liang chong jie gou jun you ban dao ti zhuai bian wei ban jin shu ,dan ban jin shu xing cheng du lve you cha yi ;Ga?Nzhong ,yi chong jie gou yu yuan wan mei jie gou xiang shi ,ling yi chong ze chu xian le jing ge chong zheng he wei xiao de ci ju 。zhe xie que xian ji suan shi wo men dui Haeckelitejie gou dan hua wu de ren shi geng jia shen ru ,tong shi wei zhe chong xin xing jie gou zai qi jian ying yong zhong de yan jiu di gong le yi ding de can kao zuo yong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京邮电大学的高晗，发表于刊物北京邮电大学2019-07-19论文，是一篇关于族氮化物论文,第一性原理论文,点缺陷论文,组分过渡论文,北京邮电大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京邮电大学2019-07-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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