Al-N共掺杂3C-SiC介电性质的第一性原理计算

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周鹏力, 郑树凯, 田言, 张朔铭, 史茹倩, 何静芳, 闫小兵. 2014: Al-N共掺杂3C-SiC介电性质的第一性原理计算, 物理学报, null(5): 053102. doi: 10.7498/aps.63.053102
引用本文: 周鹏力, 郑树凯, 田言, 张朔铭, 史茹倩, 何静芳, 闫小兵. 2014: Al-N共掺杂3C-SiC介电性质的第一性原理计算, 物理学报, null(5): 053102. doi: 10.7498/aps.63.053102
Zhou Peng-Li, Zheng Shu-Kai, Tian Yan, Zhang Shuo-Ming, Shi Ru-Qian, He Jing-Fang, Yan Xiao-Bing. 2014: First principles calculation of dielectric prop erties of Al and N co dop ed 3C-SiC, Acta Physica Sinica, null(5): 053102. doi: 10.7498/aps.63.053102
Citation: Zhou Peng-Li, Zheng Shu-Kai, Tian Yan, Zhang Shuo-Ming, Shi Ru-Qian, He Jing-Fang, Yan Xiao-Bing. 2014: First principles calculation of dielectric prop erties of Al and N co dop ed 3C-SiC, Acta Physica Sinica, null(5): 053102. doi: 10.7498/aps.63.053102

Al-N共掺杂3C-SiC介电性质的第一性原理计算

First principles calculation of dielectric prop erties of Al and N co dop ed 3C-SiC

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,建立了未掺杂, Al, N单掺杂和Al-N共掺杂3C-SiC的4种超晶胞模型,并分别对模型进行了几何结构优化,对比研究了其能带结构,态密度分布和介电常数.计算结果表明: Al掺杂会增大SiC的晶格常数,而N对SiC的晶格影响很小. Al掺杂会导致费米能级进入价带,使3C-SiC成为p型半导体,且带隙宽度略为加宽.N掺杂后的SiC其导带和价带均向低能端发生移动,带隙稍有减小.本征3C-SiC几乎不具备微波介电损耗性能.但是可以通过进行Al掺杂或N掺杂加以改善, Al掺杂后的效果尤为突出.计算发现Al-N共掺杂后的3C-SiC材料在8.2-12.4 GHz范围内其微波介电损耗性能急剧下降,与实验结果相符合,并对这一结果进行了讨论分析.
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出版历程
  • 刊出日期:  2014-03-15

Al-N共掺杂3C-SiC介电性质的第一性原理计算

  • 河北大学电子信息工程学院,保定 071002; 河北大学计算材料与器件模拟研究中心,保定 071002; 西安电子科技大学微电子学院,西安 710071
  • 河北大学电子信息工程学院,保定 071002; 河北大学计算材料与器件模拟研究中心,保定 071002
  • 西安电子科技大学微电子学院,西安,710071
  • 河北大学电子信息工程学院,保定,071002

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,建立了未掺杂, Al, N单掺杂和Al-N共掺杂3C-SiC的4种超晶胞模型,并分别对模型进行了几何结构优化,对比研究了其能带结构,态密度分布和介电常数.计算结果表明: Al掺杂会增大SiC的晶格常数,而N对SiC的晶格影响很小. Al掺杂会导致费米能级进入价带,使3C-SiC成为p型半导体,且带隙宽度略为加宽.N掺杂后的SiC其导带和价带均向低能端发生移动,带隙稍有减小.本征3C-SiC几乎不具备微波介电损耗性能.但是可以通过进行Al掺杂或N掺杂加以改善, Al掺杂后的效果尤为突出.计算发现Al-N共掺杂后的3C-SiC材料在8.2-12.4 GHz范围内其微波介电损耗性能急剧下降,与实验结果相符合,并对这一结果进行了讨论分析.

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