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1.
本文采用第一性原理对纯Al2O3和Si掺杂的Si0.167Al0.833O1.5,Si0.25Al0.75O1.5晶体体系的能带结构、态密度进行了计算分析.结果发现:随着Si在Al2O3晶体中所占比例的增加,体系能隙变小,在Si0.25Al0.75O1.5晶体体系中能隙已降到2.5 e V,表明该体系为半导体材料;而在掺杂的体系中有数条分散的能带穿过了费米能级,即可以预测该掺杂体系有特别的光电性质;同时对比纯Al2O3和Si掺杂的Si0.167Al0.833O1.5,Si0.25Al0.75O1.5晶体体系的总态密度,发现掺杂体系的价带和导带向低能区域移动. 相似文献
2.
伏春平 《原子与分子物理学报》2015,32(6)
本文采用第一性原理对纯Al2O3和Si掺杂的Si 0.167Al0.833O1.5, Si 0.25Al0.75O1.5晶体体系的能带结构、态密度进行了计算分析. 结果发现:随着Si在Al2O3晶体中所占比例的增加,体系能隙变小,在Si 0.25Al0.75O1.5晶体体系中能隙已降到2.5eV,表明该体系为半导体材料;而在掺杂的体系中有数条分散的能带穿过了费米能级,即可以预测该掺杂体系有特别的光电性质;同时对比纯Al2O3和Si掺杂的Si 0.167Al0.833O1.5, Si 0.25Al0.75O1.5晶体体系的总态密度,发现掺杂体系的价带和导带向低能区域移动. 相似文献
3.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在局域密度近似(LDA)下研究了B掺杂Si/SiO_2界面及其在压强作用下的电子结构和光学性质.能带的计算结果表明:掺杂前后Si/SiO_2界面均属于直隙半导体材料,但掺B后界面带隙由0. 74 eV减小为0. 57 eV,说明掺B使材料的金属性增强;对B掺杂Si/SiO_2界面施加正压强,发现随着压强不断增大,Si/SiO_2界面的带隙呈现了逐渐减小的趋势,并且由直隙逐渐转变为间隙.光学性质的计算结果表明:掺B对Si/SiO_2界面在低能区(即红外区)的介电函数虚部、吸收系数、折射率以及反射率等光学参数有显著影响,且在红外区出现新的吸收峰;对B掺杂Si/SiO_2界面施加正压强,随着压强增大,红外区的吸收峰逐渐消失,而在紫外区出现了吸收峰.上述结果表明,对Si/SiO_2界面掺B及施加正压强均可调控Si/SiO_2界面的电子结构与光学性质.本文的研究为基于Si/SiO_2界面的光电器件研究与设计提供一定的理论参考. 相似文献
4.
为了研究Si掺杂对锐钛矿TiO2的电子蛄构和光催化性能的影响,利用基于第一性原理的密度泛函理论计算了纯TiO2及Si掺杂TiO2的杂质形成能、能带结构及态密度.研究蛄果表明,Si的掺杂位置与制备条件有关,富钛和富氧条件下,Si最容易代替TiO2中Ti的位置.几何优化后Si掺杂TiO2超晶胞的晶格参数和晶胞体积都发生一定... 相似文献
5.
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征Mg_2Si和Al掺杂Mg_2Si的形成能、电子结构和介电函数.结果表明,Al掺杂Mg_2Si后,Al以替位杂质(Al替Mg位,即AlMg)或填隙杂质(Al位于晶胞间隙位,即Ali)的形式进入Mg_2Si晶格.费米能级进入导带,体系呈n型导电.掺杂后体系的介电函数的实部和虚部在低频时比未掺杂时均增大,主要是由于晶格中的施主杂质Al离子束缚着附近的过剩电子,在外加交变电场的作用下,束缚在Al离子周围的电子要克服一定的势垒不断地往复运动造成松弛极化和损耗.另外,掺杂体系相对于未掺杂体系,介电函数的虚部在0.5 eV附近出现了一个额外的介电峰,该峰主要是由电子从价带跃迁到Al杂质能级引起的.计算结果为Mg_2Si基光电子器件的设计和应用提供了理论依据. 相似文献
6.
采用密度泛函理论结合投影缀加波(PAW)方法,研究了具有钙钛矿结构的BiFeO3材料及对BiFeO3进行B位Co元素替代掺杂得到的BiFe075Co025O3材料的磁结构、电子结构、能带结构.结果表明:Co的掺入不破坏原有的钙钛矿结构,对材料铁电性影响不大;掺杂导致原有的G型反铁磁序发生变化,形成了亚铁磁序的磁结构,材料的铁磁性有了很大提高;然而,Co杂质的掺入使材料的绝缘性有所减弱.
关键词:
第一性原理计算
3')" href="#">Co掺杂BiFeO3
铁磁性 相似文献
7.
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法, 在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性. 在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3薄膜, 测量了其吸收光谱和反射光
关键词:
第一性原理
超软赝势
密度泛函理论
2O3')" href="#">Si掺杂β-Ga2O3 相似文献
8.
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,计算了未掺杂,B,Al单掺杂和B-Al共掺杂的3C-SiC的晶格参数、能带结构、态密度、有效质量、载流子浓度和电阻率. 计算结果表明:掺杂后导带和价带都向高能端移动,价带移动速度更快一些,使得禁带宽度都有一定程度的减小,其中B-Al共掺杂的禁带宽度最窄,纯净3C-SiC的禁带宽度最宽;B掺杂会减小价带顶空穴的有效质量,Al掺杂则反之,B-Al共掺杂补偿了二者的差异,和未掺杂的3C-SiC价带顶空穴的有效质量很接近. B和Al作为受主杂质,会极大地提高价带顶空穴载流子的浓度,而且B-Al共掺杂的3C-SiC的价带空穴浓度是B,Al单掺杂时的3倍. 4种体系中,B-Al共掺杂得到的电阻率是最低的,同单掺杂相比具有明显的性能优势.
关键词:
3C-SiC
B-Al共掺杂
电阻率
第一性原理 相似文献
9.
本文用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法,分别计算了四种V掺杂模型Mg2-xVxSi(x=0,0.25,0.5,0.75)的电子结构和光学性质,并对其能带图、态密度图和光学性质进行了分析.结果表明,V掺杂之后会使Mg2Si由其原本的半导体性变为半金属性,在费米能级处出现了杂质能级,态密度图也显示V元素的3d轨道的贡献在费米能级附近占据主导地位,Mg2Si的光学性质随着V元素的掺入也发生了改变.该文为Mg2Si材料在电子器件和光学器件方面的应用提供了理论依据. 相似文献
10.
硼磷掺杂小直径单壁碳纳米管的第一性原理研究 总被引:2,自引:0,他引:2
利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了小直径锯齿形单壁碳纳米管(3,0)的硼(B)、磷(P)单个原子掺杂和B/P共掺杂效应. 计算了B、P单原子掺杂的形成能、能带结构和电子态密度,分析得出B、P掺杂(3,0)单壁碳纳米管是可行的,并且碳纳米管的导电性没有发生明显改变. 本文还计算了在不同掺杂位点,(3,0)金属性碳纳米管的形成能和能带结构,发现B/P共掺杂也是可行的,B和P趋于形成B/P对,并且B/P的掺入使(3,0)金属性碳纳米管的能带打开,由金属性变成半导体性. 相似文献
11.
采用分子动力学方法研究了纳米尺度下硅(Si)基锗(Ge)结构的Si/Ge界面应力分布特征,以及点缺陷层在应力释放过程中的作用机制.结果表明:在纳米尺度下, Si/Ge界面应力分布曲线与Ge尺寸密切相关,界面应力下降速度与Ge尺寸存在近似的线性递减关系;同时,在Si/Ge界面处增加一个富含空位缺陷的缓冲层,可显著改变Si/Ge界面应力分布,在此基础上对比分析了点缺陷在纯Ge结构内部引起应力变化与缺陷密度的关系,缺陷层的引入和缺陷密度的增加可加速界面应力的释放.参考对Si/Ge界面结构的研究结果,可在Si基纯Ge薄膜生长过程中引入缺陷层,并对其结构进行设计,降低界面应力水平,进而降低界面处产生位错缺陷的概率,提高Si基Ge薄膜质量,这一思想在研究报道的Si基Ge膜低温缓冲层生长方法中初步得到了证实. 相似文献
12.
采用水热合成法制备出Fe2(MoO4)3样品, 并用高温X-射线衍射、热重和差示扫描量热同步热分析仪对其进行表征, 发现样品在510 ℃附近发生低温单斜相和高温正交相之间的可逆相变, 且正交相表现出负膨胀特征. 采用第一性原理计算了正交相Fe2(MoO4)3 的原子、电子结构以及声子谱、声子态密度, 并和可获得的实验结果进行了系统的比较. 结果显示正交相Fe2(MoO4)3中MoO4四面体较之FeO6八面体具有更强的刚性. 发现最低频的光学支处具有最负的格林乃森(Grüneisen)系数, MoO4四面体和FeO6 八面体相连的桥氧原子的横向振动、FeO6八面体柔性扭曲转动以及MoO4四面体的刚性翻转共同导致了Fe2(MoO4)3负膨胀现象的发生. 相似文献
13.
探索LaAlO_3/SrTiO_3(LAO/STO)界面产生的新奇物理特性对理解关联电子系统中多自由度耦合和设计功能材料器件具有重要的价值.本文通过脉冲激光沉积方法在SrTiO_3基底上制备了LAO/STO薄膜,研究了正面照射LAO/STO膜面和侧面照射LAO/STO界面时的光伏效应,探讨了LAO/STO界面对光伏效应的影响.研究结果表明,在同样光照能量下侧面照射LAO/STO界面产生的光电压远高于正面照射LAO/STO膜面产生的光电压,说明LAO/STO界面对光伏效应有明显的增强作用.通过偏压调控可以进一步增强照射LAO/STO界面产生的光电压,当偏压为60 V时, LAO/STO样品的位置探测灵敏度达到了36.8 mV/mm.这些研究结果为设计场调控位置敏感探测器等新型光电子器件提供了新的思路. 相似文献
14.
In this work, anodic porous alumina thin films with pores in the nanometer range are grown on silicon by electrochemistry and are used as masking material for the nanopatterning of the silicon substrate. The pore diameter and density are controlled by the electrochemical process. Through the pores of the alumina film chemical oxidation of the silicon substrate is performed, leading to the formation of regular arrays of well-separated stoichiometric silicon dioxide nanodots on silicon, with a density following the alumina pores density and a diameter adjustable by adjusting the chemical oxidation time. The alumina film is dissolved chemically after the SiO2 nanodots growth, revealing the arrays of silicon dioxide dots on silicon. In a next step, the nanodots are also removed, leaving a nanopatterned bare silicon surface with regular arrays of nanopits at the footprint of each nanodot. This silicon surface structuring finds interesting applications in nanoelectronics. One such application is in silicon nanocrystals memories, where the structuring of the oxidized silicon surface leads to the growth of discrete silicon nanocrystals of uniform size. In this work, we examine the electrical quality of the Si/SiO2 interface of a nanostructured oxidized silicon surface fabricated as above and we find that it is appropriate for electronic applications (an interface trap density below 1–3×1010 eV−1 cm−2 is obtained, indicative of the high quality of the thermal silicon oxide). 相似文献
15.
16.
Tao He Ying Ma Yaan Cao Yanhua Yin Wensheng Yang Jiannian Yao 《Applied Surface Science》2001,180(3-4):336-340
A new kind of MoO3/Au film was prepared by depositing Au nanoparticles on the surface of MoO3 thin film through spin-on coating technique. After cathodic polarization, the MoO3/Au thin film was found to show enhanced visible-light coloration compared with MoO3 thin films. The formation of Schottky barrier at the MoO3/Au interface, and the visible-light coloration mechanism of the MoO3/Au film are elucidated by the energy band theory based on surface photovoltaic spectroscopy measurements. 相似文献
17.
N. Krutyak R. Gladyshevskii Z. Moroz S. Mudry M. Pashkovskii I. Solskii 《Radiation measurements》2004,38(4-6):563-566
The influence of doping (with F, Gd and Mo ions) and co-doping (with F, Gd or F, Gd, Mo ions) of PbWO4 crystals was investigated. It is shown that even a small amount of specific impurities (especially F ions) causes an important redistribution of the point defects and changes the physical properties of the crystals. The cell parameters were refined from X-ray powder diffraction data. It was found that the cell parameters of F-doped PbWO4 samples are larger than those of undoped samples. Photoluminescence and optical transmission spectra of pure and doped PbWO4 were investigated. 相似文献
18.
采用金属有机分解法在p型Si衬底上制备了SrTiO3(STO)薄膜.研究了STO薄膜金属 绝缘体 半导体(MIS)结构的介电和界面特性.结果表明,STO薄膜显示出优异的介电性能,在10kHz处的介电常数约为105,损耗低于001,这来源于多晶结构和良好的结晶性;MIS结构中的固定电荷密度Nf和界面态密度Dit分别约为15×1012cm-2和(14—35)×1012cm-2eV-1,这主要与Si/STO界面处形成的低介电常数界面层有关.
关键词:
SrTiO3薄膜
MIS结构
介电性能
Si/STO界面 相似文献
19.
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,研究了杂质S对Fe/Al_2O_3界面结合的影响.计算结果表明:S在界面上Fe3原子处的界面偏析能最小,因此S易于向Fe3原子处偏析.Fe/Al_2O_3界面的结合主要受界面两侧Fe和O原子间相互作用控制.态密度、键重叠布居数和电子密度的计算结果均表明:S在界面处的偏析减弱了界面处Fe原子和O原子之间的相互作用,而且S的存在会引起Fe和O原子之间较强的静电排斥,这些导致了界面结合力的下降.研究结果可以使我们深入理解S在Fe-Cr-Al合金界面处的偏析造成氧化膜与合金基体结合减弱及氧化膜在S偏聚处剥离的机理. 相似文献
20.
We investigate the stability of boron dopants near the interface between crystalline Si and amorphous SiO2 through first-principles density functional calculations. An interstitial B is found to be more stable in amorphous SiO2 than in Si, so that B dopants tend to segregate to the interface. When defects exist in amorphous SiO2, the stability of B is greatly enhanced, especially around Si floating bond defects, while it is not significantly affected near Si–Si dimers, which are formed by O-vacancy defects. 相似文献