高浓度掺杂非晶铟镓锌氧化物薄膜的态密度模型研究

针对背沟道刻蚀(Back Channel Etch,BCE)技术的非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFTs),建立了一种高浓度掺杂态密度模型(High Concentration Doping Density Of States model,HCD-DOS model),并通过数值模拟研究态密度关键参数对器件性能的影响,以此揭示a-IGZO TFTs中制备工艺对导电沟道修复的物理机理.首先,采用结合强度较高的钼/铜双层结构作为栅/源/漏电极,引入BCE方法制备了底栅顶接触(BottomGate Top-Contact,BG-TC)TFTs.其次,建立了适用于BCE技术的a-IGZO TFTs的HCD-DOS模型.随后,基于TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真器对态密度关键参数进行数值研究,结果表明,不同态密度参数对a-IGZO TFTs器件转移特性曲线、电学特性以及沟道内部电子浓度分布的影响有所差异.最后,基于HCD-DOS模型探索SiO_(x)钝化层沉积和N_(2)O等离子体处理对器件内部机理的影响.研究发现,N2O等离子体处理对态密度分布和沟道载流子浓度有显著影响,进而导致阈值电压正向漂移.

基于第一性原理的计算电子态密度教学实践

阐述基于第一性原理的计算电子态密度的定义及其在物理学领域的应用,特别是在稀土离子材料研究中的重要性。通过对Lu_(3)Al_(5)O_(12)晶体的计算实例,帮助学生加深对态密度概念的理解。

准周期光子晶体的态密度

本文研究了准晶光子晶体的局域态密度和全态密度.结果表明,准晶光子晶体的局域态密度分布具有和准晶光子晶体完全相同的对称性,带隙内光子晶体中的态密度很小,不同的准晶光子晶体的局域态密度随介电材料的占空比的变化是不同的,这对构造准晶光子晶体是非常重要的.准晶光子晶体的全态密度所显示的带隙和透过率显示的带隙的一致性表明准晶光子晶体在某种程度上是各向同性的.

面心立方光子晶体中方向性局域态密度快速计算研究

基于点群变换方法推导出局域态密度的平均可积函数,研究了面心立方结构的方向性局域态密度.提出一种点群操作法,简化在第一布里渊区的计算量,在相同计算精度下,计算速度提高近360倍.

NaI晶体能态密度的研究

EHMO方法结合特殊点方案,利用自包容子程序,计算了NaI晶体的态密度,确定了价级位置,得出了其能隙和价带宽度。

表面态密度分布和源漏电阻对6H-SiC PMOS器件特性的影响

建立了一个价带附近的界面态密度分布模型 ,并用该模型较好地模拟了 6 H- Si C PMOS器件的阈值电压随温度变化的趋势、C- V特性以及转移特性 .理论 C- V特性曲线是用数值解泊松方程的方法得到的 ,在解泊松方程的过程中考虑了场致离化效应 .由于 Si C PMOS器件的源漏电阻比较大 ,因此 ,在计算强反型情况下的漏电流时 ,同时考虑了源漏电阻的影响 .结果表明 。

Li_xNi_(0.5)Co_(0.5)O_2的态密度计算及电化学性能研究

为获得综合性能更好的锂离子二次电池正极材料,分析了Co掺杂对LixNiO2电化学性能的影响.采用密度泛函DFT理论对LixNiO2和LixNi0.5Co0.5O2的平均放电电压和态密度进行了计算.同时,用共沉淀法制备了LixNiO2和LixNi0.5Co0.5O2锂离子二次电池正极材料,并对其进行了XRD结构分析和恒流充放电测试.实验和计算结果表明:随锂离子嵌入正极(电池放电),电池的电压逐渐降低,材料的态密度峰向低能量方向移动;与LixNiO2相比,LixNi0.5Co0.5O2的电压平台相对较高(当0.25≤x≤0.5),而且在Li+嵌/脱时,LixNi0.5Co0.5O2的结构变化相对较小;Co离子的掺入,减小了NiO6八面体的畸变度,使材料的电化学稳定性得以提高.在钴掺杂镍酸锂体系中,NiO6和CoO6具有相互的稳定作用.

第一原理计算α-Al_2O_3电子态密度性质分析

利用第一性原理中的DffF理论计算了α-Al2O3晶体结构的能带结构和电子态密度，计算过程用软赝势表示原子芯区电子，结构优化后的晶格常数与实验值误差在很小的范围内．分析了Al和O的s和P轨道对分态密度的影响，依据晶体场理论分析了态密度成键轨道和反键轨道的归属．结果表明，禁带能隙约为8eV，导带位于6．7～17．5eV，对（110）晶面切片电子密度分析，发现氧原子周围强烈的电子定域分布．α-Al2O3电子的布居分析发现，在铝和氧之间存在明显电子转移．

应变Si_（1－x）Ge_x层本征载流子浓度和有效态密度的解析计算

计算了应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层的本征载流子浓度及导带和价带有效态密度。用解析方法研究了它们与Ｇｅ组分ｘ和温度Ｔ的依赖关系。发现随Ｇｅ组分ｘ的增加，导带和价带有效态密度随之快速减小，而本征载流于浓度却随之而近乎指数式地增加。而且，温度Ｔ越低，导带和价带有效态密度随Ｇｅ组分ｘ的增加而减小得越快，而本征载流于浓度上升得越快。同时还发现，具有大Ｇｅ组分ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，其用Ｓｉ相应参数归一化的导带和价带有效态密度及它们的积对温度Ｔ的依赖关系弱，而具有小Ｇｅ组分ｘ的应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层，上述归一化参数对温度Ｔ的依赖关系强，这和目前仅有的文献［８］中，它们与温度依赖关系的定性研究结果相一致。

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.

熔融BaB_2O_4急冷玻璃态结构和态密度的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了熔融ＢａＢ２Ｏ４急冷玻璃结构。模拟得到玻璃体的径向分布函数、配位数与熔体的实验结果相近。模拟结果表明，熔态和急冷玻璃态中存在大量ＢＯ３基团及少量ＢＯ４基团，而很少存在Ｂ３Ｏ６环。在分子动力学模拟产生的各瞬态构型基础上，通过正态模式分析方法，研究了Ｈｅｓｉａｎ矩阵元和Ｈｅｓｉａｎ矩阵本征值的计算方法，并统计得到了ＢＢＯ玻璃体静态态密度。在分子动力学模拟产生的各瞬时速度基础上，发展了速度自相关函数及其Ｆｏｕｒｉｅｒ变换程序，并计算得到玻璃体的动态态密度。模拟表明，通过各瞬态构型用Ｈｅｓｉａｎ矩阵计算得到的态密度也与由速度自相关函数的快速Ｆｏｕｒｉｅｒ分析结果得到的态密度符合得很好。

不同Mg掺杂位置对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响

通过第一性原理计算,研究了替代位和间隙位Mg掺杂对ZnO电子结构、态密度和光学性质的影响.结果表明,替代位Mg掺杂导致ZnO带隙展宽,而间隙位Mg掺杂ZnO形成n型半导体.比较了纯ZnO和不同Mg掺杂位置MgZnO体系的分波和总电子态密度,并解释了相应的电子结构和光学性质的差别.发现替代位Mg掺杂和纯ZnO体系的光学特性差别较小,而间隙位Mg掺杂导致ZnO光吸收边蓝移,折射率减小,而且在可见到近紫外光区域(0到4.2eV),具有比纯ZnO更好的光透过性.

外势场中粒子的态密度和玻色—爱因斯坦凝聚

以简单的幂函数势为例讨论了在外势场中的粒子态密度 ,以及理想玻色气体实现玻色—爱因斯坦凝聚的条件和性质。

草酸根桥联双核配合物[Cd2(phen)2ox(NO3)2·(H2O)2]的合成、结构及态密度分析

通过草酸钾(K2ox.H2O)、硝酸镉[Cd(NO3)2.4H2O]和1,10-邻菲咯啉(phen)在甲醇-水溶液中的反应合成了一种双核镉配合物[Cd2(phen)2ox(NO3)2(H2O)2],其结构经单晶X射线衍射表征.配合物属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数:a=0.67629(14)nm,b=1.0051(2)nm,c=1.0527(2)nm,α=109.19(3)°,β=92.12(3)°,γ=93.48(3)°,V=0.6733(2)nm3,Z=1,D=2.055 g/cm3,F(000)=410,μ=1.660mm-1,R=0.0445,wR=0.0877.配合物为草酸根桥联的双核镉配合物,且草酸根C—C键中点为配合物的倒反中心,镉与ox2-,phen,NO3-和水配位.运用晶体场理论计算了其态密度,结果表明NO3-和phen对配合物的性质有重要影响.

石墨烯基碱金属离子态密度变化规律研究

应用石墨烯态简化吸附模型,研究了吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V、能带宽度D以及态密度随原子满壳层数的变化规律.结果表明:1吸附在石墨烯上的碱金属离子与石墨烯碳原子的相互作用能V随满壳层数的增多而减小,其大小在0.8~2.0eV之间;而电子能带宽度随满壳层数的变化无明显规律:各元素的能带宽度都较宽(4 000~7 500eV),远大于禁带宽度Δ=4.76eV,其中钾元素的D最大,铷元素的D最小.2石墨烯的态密度随电子能量的变化关于ε=0左右对称,石墨烯中的电子处于正负能量状态的概率相同;电子能量在-100^+100eV范围时态密度严重尖锐化,而其他能量区域态密度的值和变化都很小;电子态密度所处的能量范围随着离子满壳层数的增加而减小.3吸附在石墨烯上的碱金属离子,其态密度随电子能量的变化关于ε=0左右不对称,较多的电子处于正能量状态;碱金属离子中电子处于正、负能量的态密度的差异随着满壳层数的增加而减少.

左右手材料构成的一维光子晶体的态密度

推导出了由左右手材料构成的双层结构的转移矩阵,计算了由N个该双层结构周期性排列所形成的一维有限长度光子晶体沿其轴线方向的态密度.计算表明:在一定条件下,禁带中出现了非寻常的态密度.这些禁带中的态密度是由左右手材料构成的一维光子晶体所特有的,它们可用于制造完全不同于常规滤波器的、频带狭窄的新型滤波器.

新型Heusler合金RuMn_2Sn的态密度、磁性对压力、四方变形的响应

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新型Heusler合金Ru Mn2Sn的态密度对外加压力的响应以及其态密度、磁矩对四方变形的响应进行了系统的研究.研究结果表明:1)随着外加压力的增大,态密度向低能区移动,幅度略有增加,原子之间的杂化程度增强,其原因是随外加压力的增大,Ru、Mn以及Sn原子之间的距离减小;2)在由奥氏体态到马氏体态相变的过程中,同样由于合金中各原子之间的距离减小导致态密度向低能区发生移动,体系的能量降低,同时在相变过程中,发现能带变宽,成键作用增强,从而说明马氏体态的稳定性增大;3)在上述相变的过程中,Ru Mn2Sn总磁矩的变化主要由Ru原子磁矩的变化决定.

三嵌段共聚物的电子结构及态密度特征

采用紧束缚近似计算方法 ,针对小带隙的聚乙炔 (polyacetylene,(PA) )和大带隙的聚对苯撑 (poly(p phenylene) ,(PPP)组成的三嵌段共聚物 (triblockcopolymer) (PA) x (PPP) n (PA) y 和 (PPP) x (PA) n (PPP) y 性质进行了研究 ,发现它们具有典型的量子阱特征。对均聚物PPP和PA以及三嵌段共聚物的态密度(densityofstates,(DOS) )进行了计算分析 ,发现共聚物的态密度与均聚物的态密度有着显著的区别 ,共聚物的带隙的大小介于大带隙的PPP和小带隙的PA之间 ,在共聚物中与PPP的导带和价带的子带隙以及共聚物的导带底和价带顶中 ,所存在的能态密度只能由PA来提供 ,而在共聚物的价带底和导带顶的能态密度则取决于PPP的态密度。

δ-Pu态密度的动力学平均场理论研究

利用局域密度近似结合动力学平均场理论研究了δ-Pu的态密度.借助赫伯德模型下的多体哈密顿量,并使用赫伯德I方法进行杂质求解.计算结果很好的呈现出了强关联电子体系的低赫伯德带以及高赫伯德带,并可以呈现出费米能级处的准粒子Kondo共振峰.

基于右截尾数据的近极值事件的态密度估计

右截尾数据在实际数据中经常出现,如材料的疲劳试验等.本文研究基于右截尾数据的近极值事件的态密度(DOS)估计问题.首先定义右截尾数据类型下的态密度,接着推导了平均态密度的精确表达式.然后在大样本情形,利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法、核密度估计方法等来估计平均态密度.最后应用Monte-Carlo模拟和亚马尔半岛的夏天气温数据说明了本文的方法,结果表明平均态密度的近似结果与经验结果均拟合得很好.