C掺杂TiO薄膜的制备及其第一性原理研究

• 作者: 冷永祥 谢东 黄楠
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: C掺杂TiO 直流反应磁控溅射 第一性原理 电子结构
• 年，卷（期）: 2013,（19）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 505-510
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.198103

摘要

TiO在微电子结构器件中有重要的应用前景.本文以CO2作反应气体,采用直流反应磁控溅射方法成功制备出C掺杂TiO薄膜.采用XRD, XPS和四探针电阻计对薄膜结构、成分和电阻率进行表征.在实验结果的基础之上建立起TiO和C掺杂TiO的计算模型并采用第一性原理方法计算其能带结构和电子态密度.实验结果表明薄膜相结构为面心立方的岩盐结构, C取代O的阴离子掺杂为主要掺杂方式,薄膜电阻率为52.2μ?·cm.第一性原理计算结果表明,费米能级穿过TiO的导带, TiO具有金属性导电的能带结构特征；C掺杂TiO后,其金属性导电的能带结构没有改变,只是在费米面附近出现C 2p态提供的杂质能级,杂质能级扩展了TiO的导带宽度并提高了费米面附近的电子能态密度,从而导至TiO电导增加,电阻率降低.第一性原理计算结果与实验结果一致.