gan缺陷表面与其对tio2吸附影响的理论-研究

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1、目次摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．IABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅲ目次第一章概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1．1集成光电一体化材料发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1．2GaN材料性质及其应用方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1．3GaN薄膜制备方法及实验中的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1．4计算机模拟研究的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．1．5本文主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21．2GaN表面缺陷研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯31．2．1实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．2．2理论研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．3GaN基上生长吸附原子／4,分子的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4第二章半导体表面研究方法与原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．1实验仪器探测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．2理论研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．2．1半导体表面电学性质研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．2．2半导体表面能计算方法及原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．2．3半导体表面形成能的计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．3CASTEP软件包计算半导体性质应用⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．3．1CASTEP软件包计算任务及方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．3．2CASTEP软件包计算原理介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9第三章GaN线缺陷表面的理论研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l3．1引言⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113．2线缺陷表面物理模型及计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯113．2．1物理模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．113．2．2计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．143．3结果讨论与数据分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．143．3．1线缺陷表面原子几何结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．3．2

4、线缺陷表面电子结构分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173．3．3线缺陷表面的表面能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．22V四川师范大学硕士学位论文3．4小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．24第四章GaN台阶表面的理论研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯254．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．254．2台阶表面物理模型及计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．254．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．274．3．1台阶缺陷表面几何结构分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．274．3．2台阶缺陷表面的表面能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．284．3．3台阶缺陷表面的电子结构分

5、析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．304．4小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．35第五章GaN(0001)表面缺陷对吸附影响的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．365．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．365．2表面吸附模型与计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．365．2．1表面吸附模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．365．2．2计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．385．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．385．3．1GaN(0001)表面吸附TiO。系统的最终模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯385．3．2GaN(0001)表面吸附TiO。系统的表面形成能

6、⋯⋯⋯⋯⋯．405．3．3GaN(0001)表面吸附TiO。系统的电子结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯415．4小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．46第六章工作总结与发展方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．476．1本文工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯476．2工作发展方向⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．56在校期间的科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．57VI第一章概述1．1研究背景及意义1．1．1集成光电一体化材料发展趋势铁电薄膜材料的铁电性，促使了

7、非挥发性存储器的产生n。21。它凭借自身非线性光学性质、压电效应等特性，在光电器件中独占一席之地∞。51。由于最近几年，计算机在人们日常生活中的普及和信息技术的飞速发展，对光电子器件的要求更是越来越高，这就促使人们不断寻找功能集成化、尺寸微型化的光电子薄膜器件。和半导体结合的铁电体、铁磁体可以增强各种装置的性能，由于氮化物(0001)表面的极性，目前实验上对氮化物(0001)表面异质生长铁电体氧化物引起了人们很大兴趣。文献已报道在GaN(0001)上生长了Bao．5Sr0．5Ti03∞3，B硼3012H1，YMn03㈣3，BiFe0311pn]等铁电氧化物，其中B

8、iFe03