2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、SrTiO3是一種鈣鈦礦金屬氧化物絕緣體,它被廣泛用于晶界電容器、氧敏傳感器、光開關(guān)、生長高溫超導薄膜的襯底,作為高電容率材料在超晶格和下一代超大規(guī)模集成器件中具有潛在的應用價值。目前,對SrTiO3電子結(jié)構(gòu)、半導化摻雜、導電模型、缺陷態(tài)、表面/界面態(tài)等方面已有了不少的理論和實驗研究。其中對于n型摻雜前人研究較多,對于p型摻雜和各種空位缺陷研究較少。本文采用基于密度泛函理論框架下的第一性原理軟件VASP,對SrTiO3材料的電子結(jié)構(gòu)、本

2、征缺陷、摻雜改性進行研究,所用軟件為VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)軟件包。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下: 一、系統(tǒng)地計算了SrTiO3幾何和電子結(jié)構(gòu),包括晶體結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度。計算結(jié)果表明SrTiO3是一種間隙半導體。比較總態(tài)密度和各原子得分波態(tài)密度可知,價帶頂(R點)電子主要由O2p態(tài)電子提供,導帶底(Γ點)電子主要由Ti3d提供。 二、系統(tǒng)地計算了不同空位濃度下Sr

3、TiO3-X,Sr1-XTiO3和SrTi1-XO3(X=0.125,0.25,0.33)的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),包括晶格常數(shù),能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、分波態(tài)密度。結(jié)果表明:通過引入O空位,使體系費米能級進入導帶中。并且隨著空位濃度的增大,進入到導帶中的位置越深,屬于n型摻雜,在禁帶中產(chǎn)生了缺陷能級;引入Sr空位或Ti空位后,體系的費米能級進入到價帶中,并且隨著空位濃度的增大,進入到價帶中的位置越深,屬于p型摻雜,在價帶頂附近引入了缺陷能級。三

4、種空位的引入,都使體系從絕緣性向金屬性轉(zhuǎn)變,其中Ti空位對體系導電性改善效果最好。 三、研究了不同摻雜濃度替位摻雜對SrTiO3幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示Y替位Sr摻雜屬于n型摻雜,體系Sr1-xYxTiO3(X=0.125,0.25,0.33)的費米能級進入導帶中,在導帶底出現(xiàn)大量由摻雜原子貢獻的自由載流子-電子,明顯提高了電導率,改善了SrTiO3的導電性能。In或Al替位Ti摻雜為p型摻雜,體系SrTi1-XInx

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