基于密度泛函的SiC異質(zhì)結研究.pdf

1、作為第三代寬禁帶半導體的代表，SiC有兩百多種同質(zhì)異晶形。其中，6H-SiC(0001)面與3C-SiC(111)面具有較小的晶格失配，而且兩者的熱失配也不大。若能形成3C-SiC/6H-SiC異質(zhì)結構，則可將SiC材料的優(yōu)良特性與異質(zhì)結的杰出優(yōu)點有機結合，制作出3C-SiC/6H-SiC異質(zhì)結光導開關。
　　 為了深入研究3C-SiC/6H-SiC異質(zhì)結的結特性，本文基于第一性原理的密度泛函理論首先分別對3C-SiC和6H-S

2、iC的能帶結構和電子態(tài)密度進行了計算與分析，計算結果顯示6H-SiC體結構與3C-SiC體結構都呈現(xiàn)出間接帶隙的特性，價帶頂都位于G對稱點，其中6H-SiC的導帶底位于M對稱點，3C-SiC的導帶底則在X對稱點。這兩種結構的Si-3p與C-2p之間具有較強的軌道雜化作用，所以Si-3p、C-2p之間以共價成鍵為主。
　　 其次，計算了3C-SiC體單晶的Si端面的表面能態(tài)，計算結果顯示3C-SiC<111>方向的Si端面體系中費

3、米能級進入導帶，弛豫前后能帶結構變化甚小，6H-SiC的C端面能帶圖中存在著幾乎與費米能級平行相交的能帶，弛豫后價帶有向低能量方向移動的趨勢。
　　 最后搭建了3C-SiC(111)/6H-SiC(0001)異質(zhì)結模型，并對幾何結構優(yōu)化后的異質(zhì)結模型進行了計算分析，計算結果顯示，3C-SiC(111)/6H-SiC(0001)異質(zhì)結的價帶頂位于G對稱點，而導帶底則位于F對稱點。電子態(tài)密度分布圖顯示界面處的原子層在費米能級處沒有出