基于第一性原理的Si(100)/SiO₂异质结界面结构与电子特性研究

童瑜杰; 唐晶晶; 龚瑞坚

doi:10.70693/cjst.v2i5.2115

Authors

童瑜杰广西民族大学
唐晶晶宁波市第四中学
龚瑞坚广西民族大学

DOI:

https://doi.org/10.70693/cjst.v2i5.2115

Keywords:

第一性原理；密度泛函理论；Si/SiO₂异质结；电子结构；电荷转移；界面稳定性

Abstract

Si/SiO₂界面是硅基纳米器件的核心功能界面，其微观结构与电子特性直接决定器件服役性能与稳定性。为揭示洁净Si(100)/SiO₂界面的微观作用机理，本文基于密度泛函理论开展第一性原理计算，系统研究异质结的几何结构、电子结构、电荷转移及界面稳定性。结果表明：优化后界面形成连续稳定的Si-O共价键合网络，结构无明显缺陷；界面原子轨道杂化诱导局域界面态，诱发微弱界面导电特性；电子由Si基底向SiO₂侧定向迁移，界面以极性共价键结合为主；界面结合能为−1.89 eV，具备优异的热力学稳定性。本研究可为硅基器件界面优化与可靠性改良提供理论支撑。

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