Електронні властивості α-Al2O3

Автори Abdelkrim Mostefai1,2
Приналежність

1 Department of Electronics, Faculty of Electrical Engineering, University of Sidi Bel Abbes, Algeria

2 Department of Electronics, Faculty of Technology, University of Saida, Algeria

Е-mail mostakrimo@yahoo.fr
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 3
Дати Одержано 24 березня 2022; у відредагованій формі 24 червня 2022; опубліковано online 30 червня 2022
Посилання Abdelkrim Mostefai, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 3, 03025 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(3).03025
PACS Number(s) 71.15.Ap, 71.15.Mb
Ключові слова DFT (30) , α-Al2O3, LDA (3) , GGA (7) , Орбіталі типу Слейтера (STO) (2) , ADF-BAND (3) , SiO2 (8) .
Анотація

Фізика твердого тіла вивчає фундаментальні властивості твердих, кристалічних або аморфних матеріалів, енергетичних зон (зонних структур або електронних зонних структур) твердих тіл. Вона пояснює діапазон рівнів енергії, які електрони можуть мати всередині, і діапазон енергетичних рівнів, яких вони можуть не мати. Загалом, ці електрони мають можливість приймати значення енергії в певних діапазонах, які розділені забороненими енергетичними зонами. Цей підхід веде до обговорення зонної теорії. Зонна теорія отримує ці смуги і заборонені зони шляхом вивчення дозволених квантово-механічних хвильових функцій для електрона у великій періодичній решітці атомів або молекул. Зонна теорія була успішно використана для опису багатьох фізичних властивостей твердих тіл і є основою для розуміння всіх твердотільних пристроїв (транзисторів, діодів, сонячних елементів, тощо). У роботі за допомогою програми ADF-BAND розраховано електронні властивості (α-Al2O3 (зонна структура, часткова та загальна густина станів (DOS), густина заряду). Розрахунки ґрунтуються на теорії функціоналу густини (DFT), наближенні псевдопотенціалу та орбіталі типу Слейтера (STO) як базових функціях з наближенням локальної щільності (LDA) та наближенням узагальненого градієнта (GGA). (α-Al2O3 є high-k діелектриком і має чудові властивості (діелектрична проникність k = 10 і пряма заборонена зона Eg = 8.8 еВ). Al2O3, HfO2 та ZrO2 є багатообіцяючими high-k діелектричними кандидатами на заміну SiO2 як матеріалу затвора в MOS-транзисторах.

Перелік посилань