非磁性金属掺杂AlN的第一性原理研究的开题报告

非磁性金属掺杂AlN的第一性原理研究的开题报告
一、研究目的和意义
随着半导体器件的不断发展，人们越来越需要高性能材料。

磁性金属掺杂的氮化铝（AlN:M）作为一种具有优异性能的材料，已经被广泛应用于光电子、微电子和电磁光学领域。

然而，由于磁性金属（如Co、Ni、Fe等）在AlN晶体中的磁矩难以控制，这严重制约了AlN:M材料在实际应用中的应用范围。

相对而言，非磁性金属（如Mg、Zn等）对AlN:M材料的性质确定性更强，更具应用前景。

因此，本论文的目的是通过第一性原理计算，研究非磁性金属掺杂AlN材料的结构和性质，并探索其在器件制造中的应用。

二、研究内容
1. 探索非磁性金属（如Mg、Zn等）在AlN晶体中的掺杂机理，研究其对AlN材料性质的影响。

2. 研究AlN: M材料的 electronic structure 和磁学性质，分析非磁性金属掺杂对材料的 electronic structure 和磁学性质的影响。

3. 探究非磁性金属掺杂AlN材料的光电子属性，如电导率、吸收谱等。

4. 计算研究非磁性金属掺杂AlN材料在器件制造中的应用。

三、研究方法
本文将采用第一性原理计算方法（DFT）研究非磁性金属掺杂AlN材料的结构、电子结构和磁学性质，以探究非磁性金属掺杂AlN材料的物理性质和应用。

本文将采用VASP软件进行测试，并使用GGA-PBE近似计算交换-相关能。

四、论文结构
本文将分为以下几个章节：
第一章：绪论，包括研究背景、研究意义、研究目的、研究内容和研究方法。

第二章：AlN材料及其电子结构，主要介绍AlN晶体的结构、电子结构和磁学性质。

第三章：非磁性金属掺杂AlN材料的电子结构和磁学性质，主要针对不同掺杂情况进行计算分析。

第四章：非磁性金属掺杂AlN材料的光电子属性，包括电导率、吸收谱等。

第五章：非磁性金属掺杂AlN材料在器件制造中的应用，探究其应用前景和潜力。

第六章：结论和展望，总结本文研究成果并展望未来的研究方向。