[发明专利]一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法及所得异质结

权利要求书

1.一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，所述覆盖层筛选方法包括：

选取沟道层材料，并获取沟道层材料的晶格常数，根据沟道层材料的晶格常数确定覆盖层材料晶格常数的选取范围；

选取晶格常数处于选取范围的材料作为覆盖层，并通过调整所述覆盖层的材料生长环境，获得具备特定缺陷的覆盖层，作为第一预选覆盖层；

将第一预选覆盖层和选取的沟道层组成异质结；

建立第一预选覆盖层的原子模型，作为第一模型；以及建立异质结的原子模型，作为第二模型；

采用第一性原理，分别对第一模型和第二模型进行体系能带计算，获取第一预选覆盖层能带，以及异质结能带；

将第一预选覆盖层能带与异质结能带进行对比，筛选出异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移的异质结，并将与沟道层发生电荷转移的第一预选覆盖层标记为第二预选覆盖层；

判断第二预选覆盖层与沟道层之间的电荷转移数量，并将电荷转移数量达到预设阈值的第二预选覆盖层作为最终的覆盖层。

2.根据权利要求1所述的一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，所述将第一预选覆盖层能带与异质结能带进行对比，筛选出异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移的异质结的步骤，具体为：

对比自旋向上和自旋向下状态下，第一预选覆盖层能带和异质结能带中，缺陷能级的电子占据情况；

若任一自旋极化状态下(自旋向上或自旋向下)，与第一预选覆盖层能带相比，异质结能带中缺陷能级的电子占据情况发生变化，则异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移；

若任一自旋极化状态下(自旋向上或自旋向下)，与第一预选覆盖层能带相比，异质结能带中缺陷能级的电子占据情况均未发生变化，但异质结投影能带中沟道层带边的电子能级占据情况发生变化，则异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移；

若两种自旋极化状态下(自旋向上和自旋向下)，与第一预选覆盖层能带相比，异质结能带中缺陷能级的电子占据情况均未发生变化，且沟道层价带顶电子占据数均为1、沟道层导带底电子占据数均为0，则异质结中第一预选覆盖层与沟道层未发生电荷转移。

3.根据权利要求2所述的一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，在所述若任一自旋极化状态下(自旋向上或自旋向下)，与第一预选覆盖层能带相比，异质结能带中缺陷能级的电子占据情况发生变化，则异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移的步骤之后，还包括：

分别判断第一预选覆盖层能带和异质结能带中的缺陷能级电子占据数；

若第一预选覆盖层能带中的缺陷能级电子占据数为1，且异质结能带中的缺陷能级电子占据数为0，则沟道层为N型掺杂；

若第一预选覆盖层能带中的缺陷能级电子占据数为0，且异质结能带中的缺陷能级电子占据数为1，则沟道层为P型掺杂。

4.根据权利要求2所述的一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，在所述若任一自旋极化状态下(自旋向上或自旋向下)，与第一预选覆盖层能带相比，异质结能带中缺陷能级的电子占据情况均未发生变化，但异质结投影能带中沟道层带边的电子能级占据情况发生变化，则异质结中第一预选覆盖层与沟道层发生电荷转移的步骤之后，还包括：

判断异质结能带中的沟道层价带顶电子占据数和沟道层导带底占据数；

若沟道层价带顶电子占据数小于1，则电荷由沟道层向覆盖层转移，沟道层为P型掺杂；若沟道层导带底占据数大于0，则电荷由覆盖层向沟道层转移，沟道层为N型掺杂。

5.根据权利要求1所述的一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，在所述判断第二预选覆盖层与沟道层之间的电荷转移数量，并将电荷转移数量达到预设阈值的第二预选覆盖层作为最终的覆盖层的步骤之后，还包括：

判断第二预选覆盖层与沟道层之间的电荷转移方向，若电荷从沟道层向第二预选覆盖层转移，则沟道层为P型掺杂；若电荷从第二预选覆盖层向沟道层转移，则沟道层为N型掺杂。

6.根据权利要求1所述的一种二维半导体调制掺杂的覆盖层筛选方法，其特征在于，所述预设阈值为0.1。