资源描述：
《毕业论文要求》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、哈尔滨理工大学毕业设计题目：Mn掺杂GaN的电子结构及光学性质院系：应用科学学院微电子学姓名：杨健指导教师：谭昌龙系主任：姜久兴2014年6月18日1Mn掺杂GaN的电子结构及光学性质摘要采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法(PWP)计算Mn掺杂GaN(Ga1-xMnxN)晶体的电子结构及光学性质,详细讨论掺杂后电子结构的变化.计算表明,Mn掺杂GaN使得Mn3d与N2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,Ga1-xMnxN表现为半金属性,非常适于自旋注入,说明该种材料是实现自旋电子器件的理想材料.另结合实
2、验结果分析掺杂后体系的光学性质,发现吸收谱在1.3eV处出现吸收峰,吸收系数随Mn2+浓度增加而增大.分析表明,该峰是源于Mn2+离子e态与t2态间的带内跃迁.关键词:Mn掺杂GaN;第一性原理;电子结构;居里温度(TC);光学性质.1ElectronicStructureandOpticalPropertiesofGaNbyMn-DopingAbstractElectronicstructureandopticalpropertiesforseveralMndopingGaN(Ga1-xMnxN)werecalcul
3、atedusingdensityfunctionaltheory.Wefoundthattheformationofa100%spinpolarizedimpuritybandinbandstructureofGa1-xMnxNwhichwasprimarilyduetohybridizationofMn3dandN2porbitals.Thematerialwashalfmetallic.SoGaxMn1-xNwasahighlysuitablematerialforspininjectors.Inaddition,
4、apeakofabsorptionduetothetransitionbetweenestateandt2stateofMn2+ioncouldbeobservednear1.3eV.TheabsorptioncoefficientincreasedwiththeincreaseoftheMn2+concentration.KeyWords:Ga1-xMnxN;First-principles;Electronicstructure;Curietemperature;Opticalproperty1目录摘要2Abstr
5、act3目录4第一章绪论61.1引言61.2GaN的基本性质、应用和掺杂问题研究现状61.2.1GaN的结构61.2.2GaN的电学性质61.2.3GaN的光学性质71.2.4GaN器件的应用71.2.5GaN参杂问题研究现状7第二章第一性原理方法简介72.1第一性原理方法72.2密度函数理论82.2.182.2.282.2.382.2.482.2.58第三章Mn掺杂GaN及GaN的电子结构及光学性质913.1引言93.2模型结构和计算方法103.2.1模型构建103.2.2计算方法103.3计算结果与讨论113.3.
6、1GaN体相计算113.3.2Mn掺杂GaN的电子结构133.2.3光学性质15结论18致谢19参考文献201第一章绪论1.1引言1.2GaN的基本性质、应用和掺杂问题研究现状1.2.1GaN的结构1.2.2GaN的电学性质11.2.3GaN的光学性质1.2.4GaN器件的应用1.2.5GaN参杂问题研究现状第二章第一性原理方法简介2.1第一性原理方法12.2密度函数理论2.2.12.2.22.2.32.2.42.2.51第三章Mn掺杂GaN及GaN的电子结构及光学性质3.1引言稀磁半导体(dilutedmagneti
7、csemiconductor,DMS)是利用电子的电荷特性和自旋特性使材料同时具备半导体材料和磁性材料的特性,如自旋极化输运或自旋注入等.DMS是指在II鄄IV族或III鄄V族化合物半导体中,由磁性过渡金属离子或稀土金属离子部分替代非磁性阳离子所形成的一类新型半导体材料.III鄄V族化合物半导体GaN具有优良的物理、化学性质及热稳定性,又因其具有宽带隙、介电常数小、击穿电压高等特点而成为优良的光电器件材料.在非光电子应用方面,与GaAs、Si等材料相比具有本征点缺陷形成能很大,二次缺陷难以产生等特点,这对高温、大功率器
8、件来说是非常有利的.通过材料优值比较[1],发现GaN的Keye(代表材料适合于集成电路的程度)、Johnson(衡量高功率器件)、Balign(衡量功率开关的指标)几项优值仅次于金刚石,远大于GaAs、Si、SiC等材料.因此,该材料已成为制备半导体器件的代表性材料.在理论计算预测方面,Mn、Cr或V掺杂GaN的居里温度(Tc)
