本文主要研究内容
作者屈艺谱（2019）在《二维氮化铝纳米片的第一性原理研究》一文中研究指出：近十几年,以石墨烯为代表的二维（2D）材料显示出许多具有吸引力的电子、光学、机械和热性能。特别是其优异的电子和光学性能,使二维材料有望取代传统的光电探测器,满足高频通信、新型生物医学成像等领域日益增长的需求。III-V族宽带隙半导体材料因其卓越的特性拥有十分广泛的应用空间,例如光电特性、高迁移率、高热导率、表面硬度大和耐腐蚀等性质,有望成为下一代新型二维材料。其中,氮化铝是III-V族化合物的典型代表。本文采取基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,探讨了本征缺陷和掺杂型二维六方氮化铝（h-AlN）纳米片的电子结构及其光学性质,其主要过程如下:1.利用基于密度泛函理论体系下的第一性原理计算方法,分别研究了理想的和带有Al空位(VAl),N空位（VN）,N替代Al(NAl)和Al替代N（AlN）四种本征缺陷的h-AlN纳米片的电子结构和光学性质,模型采用4×4×1的纳米片结构。通过对缺陷形成能的对比可以发现,在富氮或富铝的情况下,空位缺陷的形成能普遍低于反型缺陷的形成能,说明氮化铝纳米片中不容易存在反型缺陷。理想的带隙宽度为2.93 eV,键长为1.797 A的h-AlN纳米片,是一种间接带隙半导体材料。在Al原子和N原子周围显示离子键组分共同形成共价键。VAl下h-AlN纳米片带隙变窄,而VN下费米能级进入导带使得h-AlN纳米片显示n型特性。反型缺陷下,带隙变窄使得导带和价带有相接的趋势,纳米片呈现半金属特性。从光学性质来看,缺陷可会导致静态介电常数不同程度的增长。虚部图像显示VN和AlN两种缺陷还可导致在低能区有电子跃迁发生。总的来看,缺陷对纳米片的低能区有较大的影响。2.为了研究掺杂对于h-AlN纳米片的的影响,利用泛函理论指导的第一性原理计算方式,计算了三种掺杂类型（Be替代Al、S替代N和Be-S共掺杂）的h-AlN纳米片的电子结构和光学性质。通过研究发现,掺杂改变了h-AlN纳米片的带隙,但依然显示半导体特性。Be掺杂对h-AlN纳米片的结构影响不大,而S掺杂和Be-S共掺杂改变了AlN纳米片结构,造成了S原子和Be原子在Z轴方向都有所弯曲移动。Be-S共掺杂比Be单掺杂更具有提高受主原子浓度,减小局域化特征等优点。同时,在Be-S共掺杂中,S原子起到激活受体杂质Be原子的作用,使得受主能级向低能方位移动。掺杂的AlN纳米片依然是间接带隙半导体,且能带变窄。同时,S原子掺杂的AlN纳米片显示有半金属特性,在复介电函数和吸收谱低能区出现峰,在特定范围内对红光等可见光有一定的吸收作用,这可能对制作红光探测装置有一定的帮助。共掺杂的AlN纳米片对光的响应范围扩大,峰值降低并向高能区移动,对高频率的光吸收强度增大。
Abstract
jin shi ji nian ,yi dan mo xi wei dai biao de er wei （2D）cai liao xian shi chu hu duo ju you xi yin li de dian zi 、guang xue 、ji xie he re xing neng 。te bie shi ji you yi de dian zi he guang xue xing neng ,shi er wei cai liao you wang qu dai chuan tong de guang dian tan ce qi ,man zu gao pin tong xin 、xin xing sheng wu yi xue cheng xiang deng ling yu ri yi zeng chang de xu qiu 。III-Vzu kuan dai xi ban dao ti cai liao yin ji zhuo yue de te xing yong you shi fen an fan de ying yong kong jian ,li ru guang dian te xing 、gao qian yi lv 、gao re dao lv 、biao mian ying du da he nai fu shi deng xing zhi ,you wang cheng wei xia yi dai xin xing er wei cai liao 。ji zhong ,dan hua lv shi III-Vzu hua ge wu de dian xing dai biao 。ben wen cai qu ji yu mi du fan han li lun de di yi xing yuan li ji suan fang fa ,tan tao le ben zheng que xian he can za xing er wei liu fang dan hua lv （h-AlN）na mi pian de dian zi jie gou ji ji guang xue xing zhi ,ji zhu yao guo cheng ru xia :1.li yong ji yu mi du fan han li lun ti ji xia de di yi xing yuan li ji suan fang fa ,fen bie yan jiu le li xiang de he dai you Alkong wei (VAl),Nkong wei （VN）,Nti dai Al(NAl)he Alti dai N（AlN）si chong ben zheng que xian de h-AlNna mi pian de dian zi jie gou he guang xue xing zhi ,mo xing cai yong 4×4×1de na mi pian jie gou 。tong guo dui que xian xing cheng neng de dui bi ke yi fa xian ,zai fu dan huo fu lv de qing kuang xia ,kong wei que xian de xing cheng neng pu bian di yu fan xing que xian de xing cheng neng ,shui ming dan hua lv na mi pian zhong bu rong yi cun zai fan xing que xian 。li xiang de dai xi kuan du wei 2.93 eV,jian chang wei 1.797 Ade h-AlNna mi pian ,shi yi chong jian jie dai xi ban dao ti cai liao 。zai Alyuan zi he Nyuan zi zhou wei xian shi li zi jian zu fen gong tong xing cheng gong jia jian 。VAlxia h-AlNna mi pian dai xi bian zhai ,er VNxia fei mi neng ji jin ru dao dai shi de h-AlNna mi pian xian shi nxing te xing 。fan xing que xian xia ,dai xi bian zhai shi de dao dai he jia dai you xiang jie de qu shi ,na mi pian cheng xian ban jin shu te xing 。cong guang xue xing zhi lai kan ,que xian ke hui dao zhi jing tai jie dian chang shu bu tong cheng du de zeng chang 。xu bu tu xiang xian shi VNhe AlNliang chong que xian hai ke dao zhi zai di neng ou you dian zi yue qian fa sheng 。zong de lai kan ,que xian dui na mi pian de di neng ou you jiao da de ying xiang 。2.wei le yan jiu can za dui yu h-AlNna mi pian de de ying xiang ,li yong fan han li lun zhi dao de di yi xing yuan li ji suan fang shi ,ji suan le san chong can za lei xing （Beti dai Al、Sti dai Nhe Be-Sgong can za ）de h-AlNna mi pian de dian zi jie gou he guang xue xing zhi 。tong guo yan jiu fa xian ,can za gai bian le h-AlNna mi pian de dai xi ,dan yi ran xian shi ban dao ti te xing 。Becan za dui h-AlNna mi pian de jie gou ying xiang bu da ,er Scan za he Be-Sgong can za gai bian le AlNna mi pian jie gou ,zao cheng le Syuan zi he Beyuan zi zai Zzhou fang xiang dou you suo wan qu yi dong 。Be-Sgong can za bi Bechan can za geng ju you di gao shou zhu yuan zi nong du ,jian xiao ju yu hua te zheng deng you dian 。tong shi ,zai Be-Sgong can za zhong ,Syuan zi qi dao ji huo shou ti za zhi Beyuan zi de zuo yong ,shi de shou zhu neng ji xiang di neng fang wei yi dong 。can za de AlNna mi pian yi ran shi jian jie dai xi ban dao ti ,ju neng dai bian zhai 。tong shi ,Syuan zi can za de AlNna mi pian xian shi you ban jin shu te xing ,zai fu jie dian han shu he xi shou pu di neng ou chu xian feng ,zai te ding fan wei nei dui gong guang deng ke jian guang you yi ding de xi shou zuo yong ,zhe ke neng dui zhi zuo gong guang tan ce zhuang zhi you yi ding de bang zhu 。gong can za de AlNna mi pian dui guang de xiang ying fan wei kuo da ,feng zhi jiang di bing xiang gao neng ou yi dong ,dui gao pin lv de guang xi shou jiang du zeng da 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的屈艺谱，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于氮化铝纳米片论文,第一性原理论文,本征缺陷论文,共掺杂论文,电子结构论文,郑州大学2019-07-03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，资料来自郑州大学2019-07-03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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