收藏本站
《燕山大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

压力下硅、锗及其合金结构与电子性质的计算机模拟

吕梦雅  
【摘要】:借助计算机,通过理论计算、数值模拟对材料的结构和性质进行预测与设计,以最大限度地减少因盲目或错误实验造成的浪费,是当今材料研究领域的一个方兴未艾的领域。Si和Ge及其合金,以其优异的物理化学性质,在电子学、热学、光学等方面都有着广泛的应用,因此国内外众多研究者多年来一直致力于这些材料的研究。但是,由于Si、Ge及其合金制备工艺以及研究手段的限制,在制备技术、微观结构、物理性质等方面仍有许多问题没有得到解决。本文应用第一性原理和分子动力学结合的方法,研究了Si、Ge、SiGe、GeSn及SiC等合金的高压相变以及电子和光学性质的变化,选题对于亚稳材料的研究具有重要的指导意义。 首先,系统地总结分析了当前Si和Ge及其合金的研究和应用发展现状;阐述了材料模拟的理论基础-密度泛函理论、分子动力学方法和电子能带理论。选择目前应用比较广泛的Si、Ge及其合金化合物系列,利用第一性原理模拟软件进行研究。 其次,系统全面地研究了纯Si和纯Ge高压下的结构演化。得到了Si和Ge各个高压相的相变压力和体积模量。特别研究了锗R8相的电子结构以及压力对其晶体结构的影响,证明该相属于半金属,在Z点附近存在约0.7 eV的能带重叠,与无定型硅的情形类似,键长随压力增加而减小;同时研究了R8锗的态密度中轨道构成情况。 第三,计算分析了应变对SiGe合金导带及价带结构的影响,尤其是直接和间接带隙值的变化,并与未应变SiGe合金的能带情况作了对比;给出了SiGe合金中组分对能带性质的影响。与此同时,系统地模拟了Si_(50)Ge_(50)合金的高压相变序列,得到了ZB相到β-Sn相、β-Sn相到Imma相、Imma相到sh相的相变压力分别为12.3GPa、17.8 GPa和44.5 GPa。研究了组分对Si_(1-x)Ge_x固溶体亚稳相形成的影响,得到0.95的临界组分。 第四,对GeSn合金的晶体结构和电子能带及光学性质进行了研究,根据能带结构中的带间和带内转变解释了其光学转变的机理。研究了组分对Ge_(1-x)Sn_x合金能带结构的影响,得出Ge_(1-x)Sn_x合金中的带隙随组分x增加而减小。对GeSn合金施加压力使能带发生变化,4.8 GPa时由Γ点的直接带隙转变为L点的间接带隙,6.3
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG111.1

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘海平;高压下钒的结构相变的第一性原理计算研究[D];扬州大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 苏宇欢;SiGe体单晶的研究进展[J];半导体情报;1999年06期
2 蒋伟荣,周星飞,施斌,胡冬枝,刘晓晗,蒋最敏,张翔九;Ge/Si(100)界面互扩散的喇曼光谱[J];半导体学报;2000年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴明在;孙兆奇;刘艳美;马永青;戴鹏;;简谐晶体高温比热的量子修正[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 孟影;张晓森;汪月琴;;用简并微扰法分析金属晶体中散射波较强情况[J];合肥师范学院学报;2011年06期
3 李嘉亮,陈益妹;热力学第三定律的一种新的论证方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
4 丁长庚;用近自由电子近似法计算硅的能带[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1995年03期
5 岳兰;孟繁新;;沉积温度对纳米ZnO薄膜的结构和光电性能的影响[J];半导体光电;2010年05期
6 顾怀怀;程秀兰;施亮;林昆;;金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证[J];半导体技术;2008年03期
7 程江;朱世富;赵北君;赵欣;陈宝军;何知宇;杨慧光;孙永强;张羽;;通过退火研究ZnGeP_2晶体中点缺陷与红外透过率的关系[J];半导体技术;2008年S1期
8 樊康旗,贾建援,朱应敏;体心立方晶体用于实现原子级存储的可行性[J];微纳电子技术;2005年05期
9 周星飞,施斌,胡冬枝,樊永良,龚大卫,蒋最敏;量子点的形成对Si/Ge界面互扩散的影响[J];半导体学报;2002年07期
10 肖清华,屠海令;低温注入硅片中的锗在快速热处理后的再分布[J];半导体学报;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟万勰;姚征;张洪武;;界带分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
3 黄均平;;基于能量统一格式的多尺度有限元计算方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 张晨;曲远方;单丹;;CeO_2掺杂对BaTiO_3基陶瓷介电性能及微观形貌的影响[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
5 牛新环;张维连;吕海涛;蒋中伟;王雅欣;;掺锗CZSi禁带宽度的变化[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
6 任菁;徐国跃;顾冰芳;程传伟;罗艳;;热处理温度对硫化物颜料红外发射率的影响[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
7 杨振忠;马忠良;;基于石墨导热介质的新型LED室内灯具散热系统[A];《室内照明节能与新技术研讨会》论文集[C];2009年
8 陈松;张晓萍;刘利军;;介孔材料合成过程中正丁醇的作用[A];分子筛催化与纳米技术——分子筛协作组2006年学术年会论文集[C];2006年
9 姚进斌;;超导体的中间态热力学研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
10 白咏梅;韩绍昌;于文志;陈晗;刘芳凌;;钇掺杂LiFePO_4正极材料的结构与电化学性能[A];中国化学会第26届学术年会新能源与能源化学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
5 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
8 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
9 俞琳;非磁性离子掺杂宽带隙半导体磁性的第一性原理研究[D];山东大学;2010年
10 张震;可见光CCD的激光致眩现象与机理研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
2 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
3 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
4 杨柳;全彩色蓄光材料的制备及发光性能研究[D];中国海洋大学;2010年
5 马明明;有限宽介观环中持续电流的量子尺寸与梯度无序效应[D];湘潭大学;2010年
6 刘心娟;纳米材料弹性及热稳定性的尺寸效应[D];湘潭大学;2010年
7 陈风;六角氮化硼纳米带的电子输运性质[D];湘潭大学;2010年
8 张忠朋;稀土掺杂硼酸盐荧光粉及玻璃的微结构和发光性质研究[D];天津理工大学;2010年
9 杨杰;集成电路用硅片加工化学品研究[D];长春工业大学;2010年
10 吴东;Ca-Co-O体系氧化物热电材料的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 余海湖;余丁山;周灵德;姜德生;顾而丹;;二氧化钛微晶结构相变与光致发光[J];发光学报;2006年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 朱育清,杨沁清,王启明;Effects of Non-abrupt Interface on Waveguide Properties of SiGe/Si MQW Photodetector[J];半导体学报;1997年03期
2 刘学锋,王玉田,刘金平,李建平,李灵霄,孙殿照,孔梅影,林兰英;GSMBE外延生长GeSi/Sip-n异质结二极管[J];半导体学报;1999年04期
3 周均铭;Si Ge量子阱和超晶格的光发射[J];物理;1996年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 解思深,邹小平;纳米材料与物理学[J];大学物理;2000年12期
2 王丽丽;徐利华;连芳;杨增朝;夏雯;;铅基复合钙钛矿型材料的电子结构和介电性能[J];硅酸盐通报;2010年03期
3 刘强;程新路;李德华;王锋;;Ti_3SnC_2电子结构的第一性原理研究[J];材料导报;2010年12期
4 成丽;张子英;邵建新;;ZnO氧缺陷的电子结构和光学性质(英文)[J];物理化学学报;2011年04期
5 黄国生,李振家,马昇平;冶金硅酸盐炉渣的化学键及其酸碱性[J];有色金属;1987年04期
6 朱天蔚;SiO_2负载Ni,Ru,Rh,Pd催化剂的电子结构及对CO/H_2反应的催化性能[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);1989年03期
7 余秀芬,黄种乐,孙琼丽,丛爱真,黄新;二DMF-μ-四酞酰替对甲苯胺合二铜的晶体结构和电子结构的研究[J];物理化学学报;1989年01期
8 吴念慈;蔡国强;董南;;[(dmpe)_2MnAlH_4]_2和(dmpe)_2MnAlH_4的电子结构和化学键[J];化学研究与应用;1991年04期
9 曹阳;王友良;;羰基氧化物RR~1COO的电子结构[J];化学学报;1991年01期
10 董南,朱龙观,吴念慈;La(NO_3)_3·bipy·2H_2O·(B-15-C-5)电子结构和化学键[J];物理化学学报;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄祖飞;徐晓光;孟醒;王春忠;魏英进;陈岗;;菱方LiMnO_2电子结构的GGA方法研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
2 邹陆一;任爱民;封继康;;8-羟基喹啉硼及其衍生物作为有机电致发光材料的理论研究[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年
3 邹陆一;任爱民;封继康;;三苯胺基衍生物作为OLED发光材料的理论研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年
4 任爱民;邹陆一;封继康;;酚基吡啶硼配合物发光材料的理论研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年
5 程国生;李富华;朱命玮;李喜贵;张瑞英;张金仓;;YBa_2Cu_3O_(6+x)体系的光辐照与其电子结构的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
6 张乔丽;左走翼;范平;;压电材料超精细场的第一性原理计算[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
7 邱成军;孙艳美;窦雁巍;;有机半导体酞菁配合物的气敏导电特性研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
8 杜林;葛茂发;;二吡啶二硫化物分子的光电子能谱[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
9 宋红州;张平;宋海峰;刘海风;;用LDA+U方法研究CeO_2的电子结构和晶格动力学性质[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年
10 伍春燕;张海燕;何艳阳;朱燕娟;陈易明;梁远博;;掺锡C60薄膜材料的电子结构与电导性研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李大庆;“火眼金睛”把电子结构看得更多更深[N];科技日报;2006年
2 冯卫东;科学家揭开室温超导现象关键成因[N];科技日报;2008年
3 王荣梓;对“电子—电磁场波双锥螺旋结构”的探索[N];科技日报;2008年
4 本报记者 苏利川;荣威550:瞄准“70后”[N];中华工商时报;2008年
5 刘炳胜;创新成就科技英才[N];科技日报;2007年
6 本报记者 乐国星;荣威750开始接受预订[N];南方日报;2007年
7 记者 熊先道通讯员 罗勇;湖南嘉盛电陶新材料项目破土[N];常德日报;2008年
8 科人;一种物质是否透明由什么来决定[N];北京科技报;2001年
9 廖文根;新仪器吸引世界目光[N];人民日报;2007年
10 本报记者 包冉;国家网格在路上[N];计算机世界;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕梦雅;压力下硅、锗及其合金结构与电子性质的计算机模拟[D];燕山大学;2006年
2 郭汝海;InAs/GaAs自组装量子点的应变分布和电子结构的理论研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 刘艳辉;固态氧高压相变的第一性原理研究[D];吉林大学;2008年
4 王保田;重金属及其氧化物高压相变的第一性原理研究[D];山西大学;2011年
5 杨勇;水蒸气超音速流动中的非平衡相变与激波效应[D];大连理工大学;2010年
6 向士凯;金属铝、铜、铂和锂高压物理性质的从头计算[D];中国工程物理研究院;2006年
7 李燕峰;若干二元金属间化合物电子结构、弹性和热力学性质的密度泛函研究[D];中南大学;2011年
8 李美玲;镁铝尖晶石等材料物性的理论研究[D];东北大学 ;2009年
9 朱岩;材料新颖磁机制和电子结构的第一性原理研究[D];复旦大学;2009年
10 廖奕;过渡金属σ-炔基配合物/聚合物光电性质的量化研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈佳;锂离子电池正极材料结构的量子化学研究[D];重庆大学;2003年
2 朱磊;TATB及TATB类炸药分子的电子结构及性能研究[D];武汉理工大学;2005年
3 魏娜然;新金刚石晶体结构及电子结构的第一性原理研究[D];大连理工大学;2006年
4 熊波;有机磁性材料基态及结构相变研究[D];武汉大学;2005年
5 高国营;半金属铁磁体的电子结构和磁性研究[D];华中科技大学;2005年
6 林伟;SnO_2(110)掺杂表面电子结构及其吸附小分子的第一性原理研究[D];福州大学;2006年
7 张建祥;CdSe/ZnS半导体量子点电子结构的理论研究[D];西北大学;2009年
8 王连轩;Ⅲ族金属及Ga_mN_n团簇性质的第一性原理研究[D];重庆大学;2009年
9 刘志明;压力作用下金属锂掺氢体系的电子结构和物理性质[D];吉林大学;2004年
10 许海军;硅纳米孔柱阵列及其硫化镉纳米复合体系的光学特性研究[D];郑州大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026