《多功能氧化物在矽襯底上集成的研究》是依託復旦大學，由車靜光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多功能氧化物在矽襯底上集成的研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：車靜光
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統電子學器件的微型化越來越困難，已快接近Si基技術極限，出路之一是利用電子另一內稟特性，自旋。從傳統電子學轉向自旋電子學，誘人的方案是將功能氧化物集成到Si襯底上。達到這一目標最關鍵的是實現高質量的氧化物/矽界面。然而，由於氧與Si只需哪怕最少的接觸既可生成SiO2，這看起來幾乎是一個不可逾越的障礙。.基於第一性原理計算，我們將尋找突破這一瓶頸的方法：我們將在通常認為很容易被氧化的Si表面，揭示當氧化物生長在Si襯底上時，O-Si作用通道與O到達Si表面時初始位置之間的關係，從中尋找阻塞O-Si作用通道的方法，並將據此提出如何實現高質量的氧化物/Si界面的建議。.如能完成本項目，我們相信，所得結果將為把氧化物高質量地生長在Si襯底上鋪平道路，為把Si基技術拓展到自旋電子學器件夯實基礎。
結題摘要
我們完成了如下的工作。1、首次提出，與Si很容易被氧化的傳統觀念不同，Si表面的氧化通道實際上很少，原因是Si表面的懸掛鍵電子將封閉大多數氧化通道；2、Sr/Si(001)表面將極大地改變其表面形貌以回響O在其表面的吸附，導致Sr/Si(001)表面釋放遠遠超過飽和O所需要的電子。我們命名這種尚未報導過的機制為“電子過度回響機制”。就是這種機制導致吸附O的氧化能力急劇降低；3、我們預言，SrMnO3半金屬膜可以作為Si(001)上氧化物生長的很好的緩衝層；4、我們提出，LaAlO3/LaNiO3界面異於其他RNO（R=La系金屬）界面不能產生金屬-絕緣體相變的原因，不是由於量子約束效應，而是由於化學失配效應。5、我們提出一種新的方式——人為地製造界面極化災難——使兩種絕緣過渡金屬氧化物之間的界面產生多鐵效應；6、在Au/g-C14N3中發現一種尚未報導過的我們命名為“反常能帶倒置（anomalous band inversion）”的現象。這是由這種材料的C3v對稱性保護的。7、我們的計算表明，Bi, Au, Sb, Ir, Rh在g-C14N3上都形成拓撲絕緣體，由此給出了相互作用參數與拓撲絕緣體能帶倒置關係的相圖。
