基于密度泛函的SiC異質(zhì)結(jié)研究.pdf

1、作為第三代寬禁帶半導(dǎo)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(jié)構(gòu)，則可將SiC材料的優(yōu)良特性與異質(zhì)結(jié)的杰出優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，制作出3C-SiC/6H-SiC異質(zhì)結(jié)光導(dǎo)開關(guān)。
　　 為了深入研究3C-SiC/6H-SiC異質(zhì)結(jié)的結(jié)特性，本文基于第一性原理的密度泛函理論首先分別對(duì)3C-SiC和6H-S

2、iC的能帶結(jié)構(gòu)和電子態(tài)密度進(jìn)行了計(jì)算與分析，計(jì)算結(jié)果顯示6H-SiC體結(jié)構(gòu)與3C-SiC體結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)出間接帶隙的特性，價(jià)帶頂都位于G對(duì)稱點(diǎn)，其中6H-SiC的導(dǎo)帶底位于M對(duì)稱點(diǎn)，3C-SiC的導(dǎo)帶底則在X對(duì)稱點(diǎn)。這兩種結(jié)構(gòu)的Si-3p與C-2p之間具有較強(qiáng)的軌道雜化作用，所以Si-3p、C-2p之間以共價(jià)成鍵為主。
　　 其次，計(jì)算了3C-SiC體單晶的Si端面的表面能態(tài)，計(jì)算結(jié)果顯示3C-SiC<111>方向的Si端面體系中費(fèi)

3、米能級(jí)進(jìn)入導(dǎo)帶，弛豫前后能帶結(jié)構(gòu)變化甚小，6H-SiC的C端面能帶圖中存在著幾乎與費(fèi)米能級(jí)平行相交的能帶，弛豫后價(jià)帶有向低能量方向移動(dòng)的趨勢(shì)。
　　 最后搭建了3C-SiC(111)/6H-SiC(0001)異質(zhì)結(jié)模型，并對(duì)幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的異質(zhì)結(jié)模型進(jìn)行了計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果顯示，3C-SiC(111)/6H-SiC(0001)異質(zhì)結(jié)的價(jià)帶頂位于G對(duì)稱點(diǎn)，而導(dǎo)帶底則位于F對(duì)稱點(diǎn)。電子態(tài)密度分布圖顯示界面處的原子層在費(fèi)米能級(jí)處沒(méi)有出