發(fā)布時(shí)間：2021-04-19 17:28

　　鐵電/半導(dǎo)體材料復(fù)合結(jié)構(gòu)是介電/半導(dǎo)體人工復(fù)合結(jié)構(gòu)中的一種,由于這種復(fù)合結(jié)構(gòu)會(huì)使得界面處的能帶、結(jié)構(gòu)等發(fā)現(xiàn)變化,從而產(chǎn)生新的物理特性。但是鐵電/半導(dǎo)體易在界面處相互擴(kuò)散形成電荷捕獲,為了減小這種現(xiàn)象對器件性能的影響,目前常在鐵電薄膜與半導(dǎo)體之間增加一層的絕緣層,也稱為緩沖層,形成鐵電薄膜/緩沖層/半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。因此,鐵電材料和緩沖層成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界炙手可熱的研究對象。本文通過實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的手段,重點(diǎn)研究了退火溫度對鐵電材料（Bi,Nd）4Ti3O12質(zhì)量的影響,并基于密度泛函理論,運(yùn)用第一性原理計(jì)算方法,研究了緩沖層HfO2和半導(dǎo)體Si構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)HfO₂/Si的基本性質(zhì)。本文制備了（Bi,Nd）4Ti3O12鐵電薄膜,通過XRD、SEM的化學(xué)表征和鐵電測試儀的電學(xué)性能表征,重點(diǎn)研究了退火溫度對薄膜質(zhì)量的影響。并運(yùn)用第一性原理計(jì)算方法對Bi4Ti3O12鐵電材料建模分析,獲得其能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、分態(tài)密度、差分電荷密度分布等重要參數(shù),得出各原子間的成鍵方式及電荷轉(zhuǎn)移方式。指出了不論是A位摻雜取代還是B位摻雜取代,都將改善類鈣鈦礦層Ti-3d電子和O-2p電子的雜化作... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 鐵電材料及緩沖層國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鈦酸鉍材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 緩沖層國內(nèi)外研究
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 計(jì)算方法與理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 密度泛函理論簡介
        2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.2 Kohn-Sham方程
        2.2.3 交換相關(guān)能近似
        2.2.4 自洽計(jì)算過程
    2.3 第一性原理方法概述
    2.4 Materials Studio軟件介紹
    2.5 本章小結(jié)
第3章 鈦酸鉍薄膜的制備及理論研究
    3.1 引言
    3.2 BNT薄膜的制備及化學(xué)性能表征
        3.2.1 BNT薄膜的制備
        3.2.2 BNT薄膜的化學(xué)表征
    3.3 BNT薄膜的電學(xué)性能研究
        3.3.1 BNT薄膜的鐵電性能研究
        3.3.2 BNT薄膜的漏電流性能研究
        3.3.3 BNT薄膜的疲勞性能研究
    3.4 鈦酸鉍的第一性原理研究
        3.4.1 鈦酸鉍體結(jié)構(gòu)
        3.4.2 鈦酸鉍體結(jié)構(gòu)電子特性
    3.5 摻雜BIT薄膜的電子特性研究
    3.6 本章小結(jié)
2/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子特性研究">第4章 HfO₂/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子特性研究
    4.1 引言
2結(jié)構(gòu)及電子特性研究">    4.2 HfO₂結(jié)構(gòu)及電子特性研究
2體結(jié)構(gòu)">        4.2.1 HfO₂體結(jié)構(gòu)
2體結(jié)構(gòu)的電子特性研究">        4.2.2 HfO₂體結(jié)構(gòu)的電子特性研究
2表面結(jié)構(gòu)及電子特性研究">    4.3 HfO₂表面結(jié)構(gòu)及電子特性研究
2表面結(jié)構(gòu)">        4.3.1 HfO₂表面結(jié)構(gòu)
2表面結(jié)構(gòu)的電子特性研究">        4.3.2 HfO₂表面結(jié)構(gòu)的電子特性研究
    4.4 硅體結(jié)構(gòu)及電子特性研究
    4.5 硅表面結(jié)構(gòu)及電子特性研究
    4.6 二氧化鉿/硅異質(zhì)結(jié)構(gòu)
2/Si界面的原子結(jié)構(gòu)">        4.6.1 HfO₂/Si界面的原子結(jié)構(gòu)
2/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子特性">    4.7 HfO₂/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子特性
    4.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2016年我國電子信息行業(yè)總體運(yùn)行情況及發(fā)展趨勢[J]. 王龍興.  集成電路應(yīng)用. 2017(10)
[2]我國電子信息產(chǎn)業(yè)對外貿(mào)易現(xiàn)狀與特征研究[J]. 朱磊.  對外經(jīng)貿(mào). 2015(07)
[3]鐵電半導(dǎo)體耦合光伏器件的歷史與最新進(jìn)展[J]. 楊彪,劉向鑫,李輝.  物理學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]集成電子薄膜材料研究進(jìn)展[J]. 李言榮,張萬里,劉興釗,朱俊,閆裔超.  中國材料進(jìn)展. 2013(02)
[5]新型的AlGaN/PZT材料紫外/紅外雙波段探測器[J]. 張燕,王妮麗,孫璟蘭,韓莉,劉向陽,李向陽,孟祥建.  紅外與激光工程. 2009(02)
[6]BST/AlGaN/GaN鐵電/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)二維電子氣研究[J]. 孔月嬋,薛舫時(shí),周建軍,李亮,陳辰.  半導(dǎo)體技術(shù). 2008(S1)
[7]鐵電存儲器的研究進(jìn)展[J]. 付承菊,郭冬云.  微納電子技術(shù). 2006(09)



本文編號：3147988