Si基ZnO薄膜的表面/界面工程与第一性原理计算

针对硅表面容易被氧化而阻碍高质量ZnO的外延生长这一难题，我们首先利用第一性原理计算和分子动力学模拟，分析超高真空条件下三价金属如铝、镓等或二价金属如锌、镁等原子在清洁Si(111)表面上的成键特点以及形成稳定氮化物或氧化物的条件，优化设计硅基氧化锌外延体系的界面工程，进一步研究金属氮化物或氧化物界面层的原子结构对氧化锌外延膜面内取向和极性选择的影响，提出适合单一极性ZnO生长的界面工程方案；并与实验研究相结合，利用射频等离子体辅助分子束外延技术，采用独特的Si（111）表面/界面工程,制备出单一极性的高质量ZnO单晶薄膜，从而在硅基氧化锌这一具有巨大工业应用前景的外延体系中获得突破性进展。