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中文摘要：
本项目采用密度泛函理论结合李群、李代数简化计算，用原子团簇方法研究金刚石宽带隙半导体的电子性质。主要内容为（1）表面电导机理的研究和（2）N-型掺杂机理的研究及其有效掺杂剂的探索。金刚石半导体器件在耐高温、耐辐射、超高速、大功率等方面比现有器件具有明显突出优点，但高温、高压苛刻制造条件限制了它几十年来的发展。1983年低温低压法生长薄膜成功，迅即形成了国际性"金刚石薄膜热"高潮并开始了相关器件的探索。但其发展过程明显受到了n-型材料电导率低和表面电导率难于控制两个关键因素的限制。因此，对这两个问题的研究具有深远意义，本项目的完成将对我国金刚石材料及其新型器件的开发作出贡献。
结论摘要：
金刚石半导体器件在耐高温、耐辐射、超高速、大功率等方面比现有器件具有明显突出优点，但其发展过程明显受到了n-型材料电导率低和表面电导率难于控制两个关键因素的限制。因此，对这两个问题的研究具有实际和深远意义。本项目针对金刚石各种n-型掺杂剂N，P，S，H进行了详细研究，探讨了各种相关复合物的作用机理，揭示了相关局域结构、定域态等的化学物理本质在n-型掺杂中的重要作用，给出了相关电子性质本质解释。提出了N掺杂超纳米晶n-型导电率随温度变化可能的三种机理，找到了一种浅施主N复合物结构。对金刚石p-型-n-型导电类型转换新现象提出了一种机理解释。实验上得到了硼掺杂低阻金刚石膜并观察了逆退火现象。在表面电导问题研究中，解释了用于金属/金刚石表面接触的金属与费米能级或功函数有关的电子结构和性质；理论与实验结合探讨了悬挂键、?键及氧吸附对表面电导的影响，合理地解释了实验现象，为实验上有效控制表面缺陷和杂质对表面电导影响及金刚石相关器件的开发研究提供了理论和实验依据。同时在研究过程中建立了一套独特的分析研究方法。
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