硅納米線、硅鍺異質結納米線應變效應的第一性原理研究.pdf

1、硅納米線、硅鍺異質結納米線在量子限制效應、應變效應、組分效應等因素的影響下表現出優(yōu)異的電學、力學、力電耦合性質而受到廣泛關注，具有巨大的應用前景。本文在第一性原理框架下采用VASP（Vienna Ab-initio Software Package）對<110>方向不同表面情況的硅納米線、<111>方向半徑不一致的硅納米線、<111>方向鈍化硅鍺軸向異質結納米線、<110>方向鈍化硅鍺徑向異質結納米線的電學性質、力學性質以及這些結構中的

2、應變效應進行了研究，進而推出了各納米線的壓阻系數。本文的具體研究內容和所取得的研究結果如下:
　　在對<110>方向硅納米線的研究發(fā)現，不同的表面重構類型對硅納米線的性質產生了較大的影響。而H飽和納米線中不同的Si-H組態(tài)對H飽和納米線的性質影響不大;同時，在被H鈍化的半徑不一致硅<111>納米線中，發(fā)現能帶帶隙寬度由小尺寸片段量子限制效應所決定。并且這種特殊的尺寸調制效應，使得它們的楊氏模量大幅度的減小，很大程度上導致了這類材料

3、的巨壓阻效應;分析發(fā)現，P型摻雜時，H_P00的壓阻系數可以達到21148×10-11Pa-1，遠遠大于文中其他納米線的壓阻系數。
　　在對<110>方向硅鍺徑向異質結納米線和<111>方向硅鍺軸向異質結納米線的研究時發(fā)現:
　　(1)硅鍺異質結納米線的超胞長度和楊氏模量通常是隨組分的變化而線性變化的，但是，由于2個硅鍺異質結界面的存在，使得多層核殼結構納米線楊氏模量很大的偏離了組分調制的線性變化規(guī)律;
　　(2)外部

4、應變對異質結納米線的能帶帶隙有調制作用，甚至帶隙結構的特征也會在應變作用下發(fā)生改變;
　　(3)鈍化的軸向異質結當中，異質結界面對納米線性質的影響并不突出。
　　(4)硅鍺異質結納米線的壓阻系數很大，多層核殼結構納米線的壓阻效應相比于單層核殼結構納米線的要大一些。Ge/Si/Ge的壓阻系數可達-593×10-11 Pa-1。然而，摻雜處理后的硅鍺異質結納米線的壓阻系數并沒有像硅納米線中的那樣發(fā)生很大的改觀，而是和未摻雜時維持