In-N共掺杂ZnO第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO,N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子对In-N共掺杂ZnO的影响.计算结果表明：N掺杂ZnO在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近.而加入激活施主In的In-N共掺杂ZnO,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级.同时,受主能级带变宽、非局域化特征明显、提高了掺杂浓度和系统的稳定性.文章的结论与实验结果相符,从而为实 关键词： 密度泛函理论(DFT) 第一性原理 N掺杂ZnO In-N共掺杂ZnO     

Mg掺杂CuAlO2电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了CuAlO2晶体电子结构以及替位Mg杂质的特性。结果表明,Mg替代Al原子时形成受主杂质能级,而替代Cu原子时形成施主杂质能级;同时也计算了它们的形成能,发现前者是吸热反应,而后者是放热反应。另外,比较Mg替代Al与Mg替代Cu掺杂前后计算结果,发现前者费米能级变化不是很明显;而后者掺杂后费米能级明显向导带底移动。研究表明掺杂可改变CuAlO2的导电类型和电导强弱,此结果对实验具有很好的参考价值。     

Mg-F受主-施主共掺SnO_2的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法,研究了Mg-F受主-施主共掺杂SnO_2的结构稳定性、能带结构、态密度及布居分布.结果表明,Mg-F掺杂能形成稳定的掺杂体系,在价带顶附近F 2p的态密度峰值强度较大,Mg-F原子之间杂化强,引入施主掺杂元素F有利于Mg受主掺杂的稳定性,同时Mg-O之间电子重叠布居值增大,原子之间的重叠增加,共有化增强,可使导电性能进一步提升.     

Mg,O共掺杂实现p型AlN的第一性原理研究

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法研究了纤锌矿本征AlN,Mg单掺杂AlN和Mg,O共掺杂AlN体系的晶格参数、能带结构、电子态密度、差分电荷密度及电子布居数.计算结果显示:在Mg,O共掺杂AlN体系中,激活施主O原子的引入能使受主能级降低,形成浅受主掺杂.同时,体系的非局域化特征显著,受主能带变宽.因而提高了Mg原子的受主掺杂浓度和系统的稳定性.Mg,O共掺杂更有利于制备p型AlN.     

CuI晶体及其缺陷态电子结构的模拟

利用相对论密度泛函理论和嵌入分子团簇方法,模拟计算了具有闪锌矿结构的γ态CuI晶体及其缺陷态的电子结构。结果显示晶体的本征能级结构:价带顶主要由I5p和Cu3d轨道杂化组成,导带底由Cu4s轨道组成,禁带宽度为3.1eV,该结果与实验相符。在不同缺陷态的计算中,四面体间隙铜缺陷相对其他间隙缺陷更易于在晶体中形成,其中Cu3d→4s跃迁能量为3.2eV,推测与CuI晶体发光密切相关。     

Mg，Cu 掺杂CdS电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理的平面波超软赝势方法,对闪锌矿结构CdS晶体及CdS:M（M=Mg, Cu）的几何结构、能带结构、电子态密度、集聚数和电荷密度分布进行了研究.对掺杂后体系的几何结构进行了优化计算,发现Mg和Cu原子掺入CdS后晶格常量均减少,晶格发生畸变.在此基础上研究了掺杂对体系电子结构的影响.结果表明,Mg,Cu掺入CdS都能提供较多空穴态,形成p型电导,并且Cu较Mg是更好的p型掺杂剂. 关键词： 密度泛函理论 电子结构 p型掺杂     

Be, O共掺杂实现p型AlN的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了掺杂和非掺杂AlN体系的晶格参数、 能带结构、总体态密度、分波态密度、差分电荷分布及电荷集居数.计算结果表明: Be掺杂AlN晶体能够在能隙中形成深受主能级,空穴载流子局域于价带顶, 而引入了激活施主O原子的Be, O共掺杂方法,能使受主能带变宽、非局域化特征明显. 同时,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级, 从而提高了Be原子的掺杂浓度和系统的稳定性. Be, O共掺杂更有利于获得p型AlN.     

Sb掺杂对透明SnO2薄膜导电性能影响的第一性原理计算

本文根据密度泛函理论（DFT），采用第一性原理平面波赝势方法，计算了Sb掺杂对透明导电薄膜SnO2电子结构及导电性能的影响，讨论了掺杂下SnO2晶体的结构变化、能带结构、电子态密度．计算结果表明，Sb掺杂的SnO2具有高的电导率，且随着掺杂浓度的增加，能带简并化加剧，浅施主杂质能级向远离导带底方向移动．     

Cu、Zn掺杂对AlSb电子结构和光学性质影响

运用密度泛函平面波赝势方法和广义梯度近似,对替代式掺杂Cu和Zn的闪锌矿AlSb的超晶胞晶体结构、电子结构和光学性质进行了计算。分析了其电子态分布和结构的关系,给出了掺杂前后AlSb体系的复介电常数和复折射函数。结果表明,掺有Cu和Zn的AlSb晶体空穴密度增大,会明显提高材料的电导率;两种掺杂体系光学带隙均变窄;通过分析掺杂前后AlSb晶体的复介电常数和复折射函数,解释了体系的发光机制。     

Sb掺杂对透明SnO_2薄膜导电性能影响的第一性原理计算(英文)

本文根据密度泛函理论(DFT),采用第一性原理平面波赝势方法,计算了Sb掺杂对透明导电薄膜SnO2电子结构及导电性能的影响,讨论了掺杂下SnO2晶体的结构变化、能带结构、电子态密度.计算结果表明,Sb掺杂的SnO2具有高的电导率,且随着掺杂浓度的增加,能带简并化加剧,浅施主杂质能级向远离导带底方向移动.     

Elastic dipoles in the model of single-crystal and amorphous copper

The characteristic values of the elastic polarizability tensor components of point defects in crystalline and amorphous copper, which determine changes in the elasticity tensor components upon introduction of defects, have been found using the molecular dynamics method. A relation of the elastic polarizability tensor with the main parameter of the interstitialcy theory, i.e., shear susceptibility, has been established. An analysis of the elastic polarizability tensors of defects in crystalline and amorphous copper has demonstrated that, in a noncrystalline structure, there are specific atomic configurations that under deformation manifest themselves similarly to elastic dipoles (interstitial atoms in a dumbbell configuration) in single-crystal copper.     

Change of electrical resistivity of polycrystalline copper during tensile deformation

The change of electrical resistivity of polycrystalline copper of various purities was measured during tensile deformation. The purity of material did not substantially influence the results. With the use of intermediate annealing, the contributions of point defects and dislocations to the total resistivity increment were separated. The linear relationship between the stress and square root of the dislocation density was found. The Saada's relation was checked and found to be valid only in the case of point defects produced in originally annealed copper.ikova 22, Brno, Czechoslovakia.     

Vacancies and their complexes in FCC metals

The formation energies of vacancies and their complexes in copper and nickel at zero and finite temperatures are calculated by the embedded-atom method in the quasi-harmonic approximation. The role of temperature effects in the formation of various atomic configurations of intrinsic point defects is studied.     

Simulation of low energy displacement processes in a dilute cu-au alloy

Abstract

Research into displacement cascade processes in alloy systems has received little attention, yet is potentially of interest because issues such as the effect of solutes on the displacement threshold and the defect distribution and movement in cascades are important. As part of a wider study, we have initially considered the minor substitutional solute Au in a Cu matrix, and have used molecular dynamics to investigate the properties of point defects, the threshold displacement energy E_d, and temporal and spatial distribution of defects in low-energy (≤500 eV) displacement cascades. The results show that the influence of the solute on the properties of defects is important and that E_d is dramatically different from its form in pure copper. In comparison with pure copper, the recoil of the Au solute gives rise to a higher peak at longer times in the number of displaced atoms in the generation of a displacement cascade. The influence of this on defect density in the cascade and the final number and arrangement of defects has been investigated.     

铜沉淀对直拉硅单晶中洁净区形成的影响

研究普通热处理和快速热处理工艺下直拉单晶硅中过渡族金属铜杂质对洁净区生成的影响. 通过腐蚀和光学显微镜研究发现,常规高-低-高三步洁净区生成热处理样品中, 第一步高温热处理前对样品铜沾污,样品中没有洁净区生成,高密度的铜沉淀布满了样品整个截面. 而第二步、第三步热处理过程中引入铜杂质不影响洁净区的生成. 研究表明,高温热处理过程中生成的铜沉淀不能溶解是导致洁净区不能形成的最主要原因. 另外,由于不同温度下热处理,导致引入铜杂质的平衡浓度不同,会在一定程度上影响洁净区的厚度. 对于快速热处理样品,可以得到相似的结果. 关键词： 直拉单晶硅 铜沉淀 洁净区     

Molecular Dynamic Simulation of High Speed Deformation Effect on Microstructure Change in Thermal Heated Metals

In the present paper computer simulation of high-speed deformation (shock wave propagation) by molecular dynamic method is performed in thin copper sample, having the form of rectangular parallelepiped (10 a ‐ 10 a ‐ 20 a , where a is the lattice constant) with 8000 atoms. On the surfaces Z 0 =0 and Z max =20 a the mirror boundary conditions with rigid walls and the periodic boundary conditions along X and Y directions corresponding to short sides of deformed crystal are used, which allows to investigate the reflection of shock wave from the surfaces in Z direction. The changes of microstructure have been investigated up to 12 ps. The numerical calculations of microstructure changes have been performed here taking into account the effect of thermal heating of crystal lattice before shock wave front. The numerical results show that comparing with the propagation of shock waves under room temperature in thermal heated structure additional displaced atoms (vacancies and interstitials) are produced. The obtained results show that the production of point defects during high-speed deformation is determined by the thermal softening of microstructure and generation rate of point defects very strong increases with an increasing of high speed deformation rate. The peculiarities of microstructure changes in deformed copper are analyzed here at the different initial temperatures and various high-speed deformations (average ion velocities behind shock wave).     

有丢失物缺陷的铜互连线中位寿命的定量研究

本文研究了六层互连线上的丢失物缺陷对互连电迁移中位寿命的影响,提出了各层互连线缺陷处的温度模型和缺陷在不同互连层的中位寿命模型,能够定量地计算缺陷对互连电迁移中位寿命的影响,给出了提高互连线中位寿命的方法.研究结果表明：互连线宽度与缺陷处互连线有效宽度的比值越大,互连线寿命越短;缺陷处的温度越高,互连线寿命越短.在互连线参数变化明显的层与层之间,互连线寿命受比值和温度的双重影响,寿命急剧下降.根据该物理模型可以准确计算出互连线具体的温度和寿命数据,可以直接指导集成电路的设计和工艺制造. 关键词： 丢失物缺陷 中位寿命 可靠性 铜互连     

ITER校正场线圈剪切销氧化铝涂层低温绝缘性能研究

采用大气等离子喷涂方法在316LN不锈钢剪切销表面喷涂了Al₂O₃+3%TiO₂绝缘涂层,采用NiAl作为粘结层,得到了性能优良的绝缘保护涂层。按照ITER实际运行环境,采用ANSYS分析方法对剪切销进行应力分析,并在低温(液氮,77K)环境下对剪切销加载后进行循环往复摩擦磨损试验。循环5000、10000以及30000周后采用2点和3点法分别测定了涂层的表面电阻和体积电阻,剪切销表面电阻率均大于10⁹Ω•m^-2,体积电阻率均大于10¹⁰Ω•m,表明涂层具有较高的绝缘电阻,满足ITER所需工程条件。     

ITER屏蔽包层第一壁人工缺陷模块热传导计算与分析

设计了3个外形一致的模块,其中两个在铍铜界面处预制有不同尺寸、形状和位置的缺陷,另一个是无缺陷的完整模块。通过有限元计算方法,分析了预制缺陷对温度分布的影响。通过无缺陷的完整模块的传热分析,评估有效的缺陷位置区域,计算了不同尺寸、形状、位置的缺陷的温度分布;根据对热传导基本公式中的各个量分别进行研究,并通过比较各种因素,得到了缺陷影响铍和铜合金界面温度的主要因素。