半导体硅和硫化锌的位错芯结构的理论研究

发布时间：2022-07-08 13:02

　　结构决定功能,硅和硫化锌的结构决定了他们具有一定的导电性,只是其导电性并没有金属强,但是随着温度的升高,硅和硫化锌的导电性会增强,所以它们具有半导体的性质。他们的主要用途是用来制作半导体器件、耐高温材料、通信材料、电子和光电子器件等等,被广泛应用于航空航天、医疗等行业。虽然近几年来,二维材料备受关注,并且拥有广阔的应用前景,但其还不能完全取代传统三维材料的地位。在实际应用中,硅和硫化锌材料所处的环境不可能保持不变,而在不同的环境下,有关硅材料的脆性与韧性之间的转化问题,以及无机半导体硫化锌的塑性问题一直是研究的重点。由于硅和闪锌矿结构的硫化锌都是金刚石结构晶体,包含两套面心立方晶格,在{111}面上存在两种不同类型的滑移系统,即glide和shuffle层滑移。本文主要应用改进后的Peierls模型分别研究了硅和硫化锌中的位错芯结构。主要内容有:（1）半导体硅中的部分位错考虑实验观察到的在高温的条件下,硅的glide层位错在塑性形变中占主导地位,那么,在脆性和韧性转化的温度下,仍然存在这样一个问题,那就是,是否存在位错从一种滑移层转化成,或者是转化到另一种滑移层的情况,并且这之间如何转... 

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 Peierls模型
        1.2.1 全离散Peierls模型的提出
        1.2.2 γ-势的提出
    1.3 半导体硅中的位错
        1.3.1 90 °部分位错
        1.3.2 30 °部分位错
        1.3.3 Kink
        1.3.4 螺位错
    1.4 半导体硫化锌中的位错
    1.5 模拟计算简介
        1.5.1 电子密度泛函理论
        1.5.2 经典分子动力学
    1.6 本文的研究目的和研究内容
        1.6.1 本文的研究目的
        1.6.2 本文的研究内容
2 半导体硅中的部分位错
    2.1 引言
    2.2 内禀坐标系下的位错方程及其近似解
        2.2.1 部分位错γ-势与位错方程
        2.2.2 位错方程的试探解
        2.2.3 应力场和应变场
    2.3 部分位错芯结构
        2.3.1 理论预测的芯结构
        2.3.2 芯重构后的结构
    2.4 部分kink与位错的运动
        2.4.1 Kink与部分kink
        2.4.2 位错的运动
        2.4.3 477-芯结构的稳定性
    2.5 本章小结
3 半导体硅中的螺位错
    3.1 引言
    3.2 非正交四叶结构的能量泛函及其位错方程
        3.2.1 全位错γ-势
        3.2.2 螺分量能量泛函
        3.2.3 刃分量能量泛函
        3.2.4 位错方程
    3.3 平衡芯结构及其能量
        3.3.1 平衡芯结构及其能量
        3.3.2 应力场
        3.3.3 位移场
    3.4 本章小结
4 半导体硫化锌中的位错
    4.1 引言
    4.2 Glide部分位错
        4.2.1 γ-势和位错方程
        4.2.2 理论预测Peierls势垒和Peierls应力
    4.3 位错芯结构和运动
        4.3.1 位错芯结构
        4.3.2 模拟计算Peierls势垒和Peierls应力
        4.3.3 Kink与部分kink
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文的主要结论与创新点
    5.2 后续研究工作的展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读博士学位期间发表的学术论文
    B.作者在攻读博士学位期间参加的学术会议
    C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目
    E.学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]On the core structure and mobility of the〈100 〉{010} and〈100 〉 {01■} dislocations in B2 structure YAg and YCu[J]. 吴小志,王少峰,刘瑞萍.  Chinese Physics B. 2009(07)



本文编号：3657079