原子与分子物理学报
原子與分子物理學報
원자여분자물이학보
CHINESE JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS
2014年
6期
993-999
,共7页
顾芳%陈云云%张仙岭%李敏%张加宏
顧芳%陳雲雲%張仙嶺%李敏%張加宏
고방%진운운%장선령%리민%장가굉
Si/SiO2 界面%第一性原理%空位缺陷%电子结构%光学性质
Si/SiO2 界麵%第一性原理%空位缺陷%電子結構%光學性質
Si/SiO2 계면%제일성원리%공위결함%전자결구%광학성질
Si/SiO2 interface%First principles%Vacancy defects%Electronic structure%Optical properties
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法，在局域密度近似（ LDA）下研究了Si纳米层厚度和O空位缺陷对Si／SiO2界面电子结构及光学性质的影响．电子结构计算结果表明：在0.815～2.580nm的Si层厚度范围内， Si／SiO2界面结构的能隙随着厚度减小而逐渐增大，表现出明显的量子尺寸效应，这与实验以及其他理论计算结果一致；三种不同的O空位缺陷的存在均使得Si／SiO2界面能隙中出现了缺陷态，费米能级向高能量方向移动，且带隙有微弱增加．光学性质计算结果表明：随着Si纳米层厚度的减小， Si／SiO2界面吸收系数产生了蓝移； O空位缺陷引入后，界面光学性质的变化主要集中在低能区，即低能区的吸收系数和光电导率显著增加．可见，改变厚度和引入缺陷能够有效地调控Si／SiO2界面体系的电子和光学性质，上述研究结果为Si／SiO2界面材料的设计与应用提供了一定的理论依据．
採用基于密度汎函理論的平麵波超軟贗勢方法，在跼域密度近似（ LDA）下研究瞭Si納米層厚度和O空位缺陷對Si／SiO2界麵電子結構及光學性質的影響．電子結構計算結果錶明：在0.815～2.580nm的Si層厚度範圍內， Si／SiO2界麵結構的能隙隨著厚度減小而逐漸增大，錶現齣明顯的量子呎吋效應，這與實驗以及其他理論計算結果一緻；三種不同的O空位缺陷的存在均使得Si／SiO2界麵能隙中齣現瞭缺陷態，費米能級嚮高能量方嚮移動，且帶隙有微弱增加．光學性質計算結果錶明：隨著Si納米層厚度的減小， Si／SiO2界麵吸收繫數產生瞭藍移； O空位缺陷引入後，界麵光學性質的變化主要集中在低能區，即低能區的吸收繫數和光電導率顯著增加．可見，改變厚度和引入缺陷能夠有效地調控Si／SiO2界麵體繫的電子和光學性質，上述研究結果為Si／SiO2界麵材料的設計與應用提供瞭一定的理論依據．
채용기우밀도범함이론적평면파초연안세방법，재국역밀도근사（ LDA）하연구료Si납미층후도화O공위결함대Si／SiO2계면전자결구급광학성질적영향．전자결구계산결과표명：재0.815～2.580nm적Si층후도범위내， Si／SiO2계면결구적능극수착후도감소이축점증대，표현출명현적양자척촌효응，저여실험이급기타이론계산결과일치；삼충불동적O공위결함적존재균사득Si／SiO2계면능극중출현료결함태，비미능급향고능량방향이동，차대극유미약증가．광학성질계산결과표명：수착Si납미층후도적감소， Si／SiO2계면흡수계수산생료람이； O공위결함인입후，계면광학성질적변화주요집중재저능구，즉저능구적흡수계수화광전도솔현저증가．가견，개변후도화인입결함능구유효지조공Si／SiO2계면체계적전자화광학성질，상술연구결과위Si／SiO2계면재료적설계여응용제공료일정적이론의거．
troducing the defects can effectively regulate the electronic and optical properties of the Si/SiO2 interface system.The results of the study provide a theoretical basis for design and application of Si/SiO2 interface nanomaterials.
