隨著摩爾定律的持續(xù)發(fā)展,集成電路工藝尺度不斷縮小,當前已經(jīng)發(fā)展到10nm制程,進一步推進工藝實現(xiàn)亞10 nm的集成電路已經(jīng)成為工業(yè)界的共識。然而傳統(tǒng)三維塊體材料在如此小的尺度下,短溝道效應會變得非常顯著,材料遷移率快速降低,從而極大的惡化器件性能。以石墨烯為開端的二維材料家族由于具有極薄的厚度、較高的遷移率和較低的介電常數(shù),可以有效克服短溝道和遷移率下降帶來的問題,因而近年來引起了微電子工業(yè)界的普遍關注。此外,二維材料面外維度上的量子限制效應帶來的各樣新奇的物理性質,也吸引了學術界廣泛的注意力。最近幾年,以黑磷為代表的二維磷烯材料及其制備的器件顯示出了非常優(yōu)異的性能和廣泛的應用前景,因此迅速成為二維材料研究的熱點領域。盡管如此,從器件結構的設計優(yōu)化到材料器件的制備工藝依然存在很多問題。典型的諸如制備過程中缺陷、非故意摻雜來源等內(nèi)在機理的認識還不清楚,而進一步設計具有高量子效率的磷烯二維材料器件也是學術研究和推進其產(chǎn)業(yè)應用的重要方向之一。本文以第一性原理中密度泛函理論計算為研究手段,系統(tǒng)地研究了上述相關問題,一方面設計了若干具有潛在高量子效率可調(diào)控多功能器件,另一方面針對實驗中遇到的典型... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 二維材料簡介
    1.2 二維異質結簡介
    1.3 本文的研究安排
第二章 理論方法和計算軟件介紹
    2.1 量子化學基本理論
        2.1.1 波恩奧本海默近似
        2.1.2 Hartee-Fock近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi模型
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kolm-Sham方程
        2.2.4 局域密度近似
        2.2.5 廣義梯度近似
        2.2.6 Meta-GGA近似
        2.2.7 雜化泛函
        2.2.8 范德華泛函
    2.3 計算軟件包
第三章 hBN中空位缺陷對黑磷間接摻雜作用
    3.1 實驗和理論研究背景
    3.2 理論方法和計算參數(shù)
    3.3 結果與討論
        3.3.1 無缺陷黑磷-hBN結構
        3.3.2 硼空位
        3.3.3 氮空位
        3.3.4 硼氮雙空位
        3.3.5 hBN中空位缺陷的形成能
    3.4 本章小結
第四章 黑磷-HfS_2范德華異質結的設計和電場調(diào)控研究
    4.1 實驗和理論研究背景
    4.2 理論方法和計算參數(shù)
    4.3 結果與討論
        4.3.1 黑磷-HfS_2范德華異質結的結構、電學和光學特性
        4.3.2 柵電場調(diào)控下黑磷-HfS-范德華異質結的電學和光學特性
    4.4 本章小結
第五章 藍磷-石墨烯范德華異質結的設計和應力調(diào)控研究
    5.1 實驗和理論研究背景
    5.2 理論方法和計算參數(shù)
    5.3 結果與討論
        5.3.1 垂直應變下藍磷-石墨烯范德華異質結的特性研究
        5.3.2 垂直應變調(diào)控范德華異質結的機理研究
    5.4 本章小結
第六章 藍磷-砷烯平面異質結的設計研究
    6.1 實驗和理論研究背景
    6.2 理論方法和計算參數(shù)
    6.3 結果與討論
        6.3.1 不同寬度藍磷-砷烯橫向異質結的結構特性和穩(wěn)定性
        6.3.2 不同寬度藍磷-砷烯橫向異質結的電子結構
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維過渡金屬二硫化物中自旋能谷耦合的谷電子學[J]. 劉雪峰,馬駿超,孫棟.  物理. 2017(05)



本文編號：3187911