基于第一性原理研究纳米电子器件的介电屏蔽与调控

，纳米和介观体系中，电子关联效应对电子输运的影响是非常显著的。纳米器件界面及离子化杂质处的介电屏蔽，其实质包含电子关联效应。如何在器件的电子输运研究中，有效地计入该效应的影响，是一个重要的研究课题。本项目旨在发展一套利用第一性原理计算处理关联效应的GW方法，和量子输运中常用的非平衡格林函数方法相结合的计算方案，有效计入纳米器件中的界面和离子化杂质屏蔽势中的电子关联能部分。利用电子关联能是频率相关的特点，运用GW方法求解对应界面及掺杂特定频率附近的电子关联能，加入到基于非平衡格林函数方法的薛定谔-泊松三维实空间自洽计算流程，并将所发展的计算方案应用于各种介电环境及掺杂情形，研究介电环境导致的关联效应对器件电子输运的影响，发展新的介电调控手段调控器件性能和关键参数。

我们从第一性原理计算方法出发，得到了掺杂半导体介电材料的能带调控和带边调控方法；计入介电屏蔽和电声子相互作用的纳米线场效应管电子输运计算新收敛算法。通过对周期性半导体纳米结构的介电调控，发现了特定几何参数和介电环境下，能调制出有潜在应用的声子光子带隙和特定缺陷态。