GaN-BTO異質(zhì)結電子特性的第一性原理研究.pdf

1、異質(zhì)結因其優(yōu)異的電子輸運特性和光電性能而被廣泛地應用在通信、微電子及光電子等領域。鐵電材料和寬禁帶半導體都是當今學術界炙手可熱的材料，由這兩種材料構成的異質(zhì)結的性質(zhì)也一直都被人們所期待。本文基于密度泛函理論，運用第一性原理計算的方法，研究了由鐵電材料BaTiO3和寬禁帶半導體GaN構成的異質(zhì)結GaN-BTO的基本性質(zhì)。
　　首先，對GaN和BTO的體材料做了詳細分析，主要討論了兩種材料的帶隙結構、禁帶寬度、態(tài)密度以及材料的價鍵性質(zhì)

2、等。
　　然后從材料的表面結構入手，分析了兩種材料的（001）表面性質(zhì)，詳細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）表面結構中，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的電子結構特性，發(fā)現(xiàn)摻雜會導致體系的穩(wěn)定性變差。對Nb摻雜的BaTiO3