二維碳化硅結(jié)構(gòu)第一性原理研究.pdf

1、自從石墨烯被制備出來，其理論和實驗研究已比較完備，人們開始關(guān)注其他二維納米材料。通過可靠的理論計算發(fā)現(xiàn)二維碳化硅(SiC)結(jié)構(gòu)也是平面結(jié)構(gòu)，是一種寬帶隙的半導(dǎo)體。通過某些可行辦法調(diào)整SiC結(jié)構(gòu)帶隙，對其在光電子器件中的應(yīng)用具有重要影響。研究發(fā)現(xiàn)對于二維材料如石墨烯和BN平面，鈍化會改變結(jié)構(gòu)的帶隙，甚至?xí)D(zhuǎn)變?yōu)榻饘俨牧?。本文首先研究了氫化和氟化對SiC結(jié)構(gòu)的影響，由于SiC中含有兩種原子，所以在氫化和氟化有很多選擇，具體內(nèi)容包括以下幾個方

2、面：
　　一，首先我們先對SiC進(jìn)行了全氫化和半氫化，對于全氫化體系我們分為在同側(cè)全部吸氫和在不同側(cè)進(jìn)行全部吸氫。通過對計算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，全氫化體系依然維持原始碳化硅的半導(dǎo)體性質(zhì)，帶隙均有增大，但是結(jié)構(gòu)不再是平面結(jié)構(gòu)，而是發(fā)生了起伏。不同側(cè)全氫化體系變?yōu)橹苯訋栋雽?dǎo)體。對于半氫化體系，分別計算了僅在Si原子上吸氫和只在C原子吸氫，分析得到對于半氫化結(jié)構(gòu)，體系從半導(dǎo)體變?yōu)榻饘佟?br>　　二，我們對SiC結(jié)構(gòu)進(jìn)行了氟化和半氟化，對

3、于全氟化體系分為在不同側(cè)氟化和在同側(cè)氟化。我們發(fā)現(xiàn)全氟化SiC結(jié)構(gòu)均為直接帶隙半導(dǎo)體，兩種結(jié)構(gòu)的帶隙均小于SiC結(jié)構(gòu)的帶隙。對于半氟化SiC結(jié)構(gòu)，我們研究了只在Si原子上吸附F原子和僅在C原子吸附F原子。結(jié)果表明兩種半氟化體系均為金屬。
　　三，接下來我們考慮在SiC同時吸附H原子和F原子，我們考慮了在C原子上吸附H原子同時在Si原子吸附F原子以及在Si原子上吸附H原子同時在C原子吸附F原子這兩種結(jié)構(gòu)。對于這兩種結(jié)構(gòu)我們需要考慮到