GaN-BTO異質(zhì)結(jié)電子特性的第一性原理研究.pdf

1、異質(zhì)結(jié)因其優(yōu)異的電子輸運(yùn)特性和光電性能而被廣泛地應(yīng)用在通信、微電子及光電子等領(lǐng)域。鐵電材料和寬禁帶半導(dǎo)體都是當(dāng)今學(xué)術(shù)界炙手可熱的材料，由這兩種材料構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的性質(zhì)也一直都被人們所期待。本文基于密度泛函理論，運(yùn)用第一性原理計(jì)算的方法，研究了由鐵電材料BaTiO3和寬禁帶半導(dǎo)體GaN構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)GaN-BTO的基本性質(zhì)。
　　首先，對(duì)GaN和BTO的體材料做了詳細(xì)分析，主要討論了兩種材料的帶隙結(jié)構(gòu)、禁帶寬度、態(tài)密度以及材料的價(jià)鍵性質(zhì)

2、等。
　　然后從材料的表面結(jié)構(gòu)入手，分析了兩種材料的（001）表面性質(zhì)，詳細(xì)討論了四種端面的原子弛豫情況及表面的電子特性，研究表明：兩種材料的（001）表面結(jié)構(gòu)中，越靠近表層，原子的弛豫幅度越大，同層原子中金屬原子的弛豫幅度比非金屬原子大。Ga端表面比N端表面穩(wěn)定，BaO端表面比TiO2端表面穩(wěn)定。
　　接著分析了Nb摻雜的BaTiO3和Al摻雜的GaN的電子結(jié)構(gòu)特性，發(fā)現(xiàn)摻雜會(huì)導(dǎo)致體系的穩(wěn)定性變差。對(duì)Nb摻雜的BaTiO3