本文主要研究内容
作者李晨宁（2019）在《二维层状材料SixGe1-xP的第一性原理研究》一文中研究指出：化学计量比为1:1的IV-V主族二维层状化合物作为新型的二维层状材料,进来受到越来越多的关注,其在锂离子负极材料、光电材料、电学器件等方面都具有很大的研究价值。SiP与GeP是这一类材料中的成员,作为电输运的半导体材料,SiP的载流子迁移率相较同类材料很高,但载流子浓度较低,而GeP的载流子迁移率很低,载流子浓度很高,SiP的高电阻与GeP的低载流子迁移率制约着各自在电输运器件领域的发展。由于锗原子与硅原子原子半径相似,且为同一主族,价态相同,而SiP和GeP的结构相似,将锗原子掺入SiP的晶格或者将硅原子掺入GeP的晶格可能会在不破坏晶格结构的前提下实现对两种材料的改性,使其做到优势互补。本文通过第一性原理计算,对二维层状材料SixGe1-xP的电子结构、动力学稳定性以及电输运性能进行了较为深入的计算,并得到如下结论:(1)当SiP掺入锗原子时会使带隙减小,而GeP掺入硅原子时会使带隙增大,也就是说SixGe1-xP中x越大,带隙越大。这是由于硅与磷成键时磷的轨道发生了杂化简并,出现了 sp3杂化,使磷附近的电子局域化,造成带隙增大。(2)通过计算掺杂结构的声子谱确定了可以掺杂的大致范围,可以往SiP结构中掺入16.6%的Ge原子,而在GeP中掺入Si原子时,会发生结构失稳。Ge元素的加入使得SiP结构的最大声子能量降低,由16THz降低至15THz。(3)借助形变势理论得到了载流子迁移率,通过改变形变量来计算总能和带边变化,再通过拟合总能变化和带边变化方法得到弹性常数和形变势,结合基于形变势理论的二维材料载流子迁移率公式来计算载流子迁移率,然后通过Boltztarp软件得到了本征载流子浓度。计算得到的掺杂前后的SiP中载流子迁移率有所降低,但载流子浓度也有所提高,导致掺杂材料的电阻值随之降低,这证明SiP确实可以通过掺杂Ge元素的方法,牺牲一部分载流子迁移率,来降低电阻值。
Abstract
hua xue ji liang bi wei 1:1de IV-Vzhu zu er wei ceng zhuang hua ge wu zuo wei xin xing de er wei ceng zhuang cai liao ,jin lai shou dao yue lai yue duo de guan zhu ,ji zai li li zi fu ji cai liao 、guang dian cai liao 、dian xue qi jian deng fang mian dou ju you hen da de yan jiu jia zhi 。SiPyu GePshi zhe yi lei cai liao zhong de cheng yuan ,zuo wei dian shu yun de ban dao ti cai liao ,SiPde zai liu zi qian yi lv xiang jiao tong lei cai liao hen gao ,dan zai liu zi nong du jiao di ,er GePde zai liu zi qian yi lv hen di ,zai liu zi nong du hen gao ,SiPde gao dian zu yu GePde di zai liu zi qian yi lv zhi yao zhao ge zi zai dian shu yun qi jian ling yu de fa zhan 。you yu du yuan zi yu gui yuan zi yuan zi ban jing xiang shi ,ju wei tong yi zhu zu ,jia tai xiang tong ,er SiPhe GePde jie gou xiang shi ,jiang du yuan zi can ru SiPde jing ge huo zhe jiang gui yuan zi can ru GePde jing ge ke neng hui zai bu po huai jing ge jie gou de qian di xia shi xian dui liang chong cai liao de gai xing ,shi ji zuo dao you shi hu bu 。ben wen tong guo di yi xing yuan li ji suan ,dui er wei ceng zhuang cai liao SixGe1-xPde dian zi jie gou 、dong li xue wen ding xing yi ji dian shu yun xing neng jin hang le jiao wei shen ru de ji suan ,bing de dao ru xia jie lun :(1)dang SiPcan ru du yuan zi shi hui shi dai xi jian xiao ,er GePcan ru gui yuan zi shi hui shi dai xi zeng da ,ye jiu shi shui SixGe1-xPzhong xyue da ,dai xi yue da 。zhe shi you yu gui yu lin cheng jian shi lin de gui dao fa sheng le za hua jian bing ,chu xian le sp3za hua ,shi lin fu jin de dian zi ju yu hua ,zao cheng dai xi zeng da 。(2)tong guo ji suan can za jie gou de sheng zi pu que ding le ke yi can za de da zhi fan wei ,ke yi wang SiPjie gou zhong can ru 16.6%de Geyuan zi ,er zai GePzhong can ru Siyuan zi shi ,hui fa sheng jie gou shi wen 。Geyuan su de jia ru shi de SiPjie gou de zui da sheng zi neng liang jiang di ,you 16THzjiang di zhi 15THz。(3)jie zhu xing bian shi li lun de dao le zai liu zi qian yi lv ,tong guo gai bian xing bian liang lai ji suan zong neng he dai bian bian hua ,zai tong guo ni ge zong neng bian hua he dai bian bian hua fang fa de dao dan xing chang shu he xing bian shi ,jie ge ji yu xing bian shi li lun de er wei cai liao zai liu zi qian yi lv gong shi lai ji suan zai liu zi qian yi lv ,ran hou tong guo Boltztarpruan jian de dao le ben zheng zai liu zi nong du 。ji suan de dao de can za qian hou de SiPzhong zai liu zi qian yi lv you suo jiang di ,dan zai liu zi nong du ye you suo di gao ,dao zhi can za cai liao de dian zu zhi sui zhi jiang di ,zhe zheng ming SiPque shi ke yi tong guo can za Geyuan su de fang fa ,xi sheng yi bu fen zai liu zi qian yi lv ,lai jiang di dian zu zhi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的李晨宁，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于二维材料论文,第一性原理计算论文,山东大学2019-07-16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，资料来自山东大学2019-07-16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。
标签：二维材料论文; 第一性原理计算论文; 山东大学2019-07-16论文;