钙钛矿铁电体-半导体硅异质结的理论研究

项目名称： 钙钛矿铁电体-半导体硅异质结的理论研究

项目编号： No.11347023

项目类型： 专项基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 于海林

作者单位： 常熟理工学院

项目金额： 20万元

中文摘要： 本项目采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对钙钛矿铁电体-Si异质结，如SrTiO3/Si、BaTiO3/Si等的界面结构和电子特性展开研究。结合热力学理论讨论异质结的界面相图，给出热力学稳定的界面结构。阐明界面的原子组份、构型对铁电膜极化性质的影响，从理论计算的角度给出制备能保持铁电功能性的钙钛矿铁电体-Si异质结应遵循的一般规律。同时，利用电荷控制模型，阐明界面极化强度对界面附近载流子浓度的调控特性，为钙钛矿铁电体-Si异质结的实际应用提供理论参考。

中文关键词： 铁电体；半导体；异质结；第一性原理；

英文摘要： Interface structures and electronic properties of pervoskite ferroelectric-Si heterojunctions, such as SrTiO3/Si, BaTiO3/Si, have been studied by first-principles calculations. The interfacial phase diagram of pervoskite ferroelectrics-Si heterojunctions has been discussed using thermodynamics theory and the thermodynamically stable interface structures are determined. The effects of interfacial atom components and interface configurations on the polarization properties of ferroelectric films are clarified. A general rule has been proposed to prepare the pervoskite ferroelectrics-Si heterjunctions which still preserve the ferroelectric functionality. Moreover, the control properties of carrier concentration near interface determined by interfacial polarization have been investigated to provide theoretical references for its applications.

英文关键词： ferroelectrics；semiconductor；heterojunction；first-principles；