Si-Ga共掺杂金刚石铜复合材料界面性能的第一性原理研究

作者：曾勇谋; 刘莹; 胡梦晗; 王铁彬; 于捷; 曹宇^*; 周晓龙

来源：原子与分子物理学报, 2025, (03): 165-171.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2025.036005

• 掺杂
• 界面性能
• 复合材料
• 第一性原理

为了研究金刚石/铜复合材料界面性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Si和Ga原子掺杂金刚石/铜界面结构形成能、态密度、电荷密度.结果表明:形成能越低掺杂的界面结构越稳定,所以Si原子掺杂间隙2位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-7.339 eV),Si原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-2.846 eV),Ga原子掺杂间隙1位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-5.791 eV),Ga原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-0.895 eV).由于Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)和铜(111)界面形成能降低(Ef=-13.259 eV),费米能级处态密度有所增加(7.578 electrons/eV),电子转移形成键合,Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)/铜(111)间隙位置的界面最稳定.因此Si-Ga原子共掺杂是提高金刚石/铜界面界面性能的有效手段.

• 单位
  梧州学院; 昆明理工大学