以第一原理探討氮摻雜磷化鎵奈米線之電性結構

Translated title of the thesis: Investigation of the electronic properties of Nitrogen-doped GaP nanowires by first-principle calculation
  • 陳 鵬業

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

各種高科技產業的快速發展和微機電製程技術的快速進步,使材料結構的尺度和元件製程的精確度已經邁入奈米尺度(nanoscale)的操控世界。本研究主要是使用摻雜氮原子來改善GaP奈米線的導電性,以第一原理為理論基礎,利用VASP量子化學計算軟體模擬GaP摻雜氮原子的電性結構變化,使用能帶結構和電荷密度圖來探討GaP的導電性;另外,討論模擬摻雜不同濃度與導電性的關係,並計算形成能來判斷摻雜的結構穩定性,以確保摻雜問題的正確性。模擬結果顯示氮摻雜較容易摻在磷化鎵奈米線的表面上。當氮摻雜取代鎵原子時,Γ位置的導帶最底端會接近費米能使整體能隙降低。然而,當氮摻雜取代磷原子時,Γ位置的能帶沒有明顯的變化使整體能隙降僅有些微的減少。由電子狀態密度圖可以知道摻雜後各原子的能量分佈情形,了解改善導電性的原因為摻雜原子在費米能附近有局域性的能量分佈,及其鄰近的P原子在費米能附近的能量貢獻。且局域性較明顯表示場發射時所能激發之電子數越多,所得場發射電流越大,因此具有作為場發射材料以及奈米半導體元件之潛力。
Date of Award2015 Aug 17
Original languageChinese
SupervisorTei-Chen Chen (Supervisor)

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