学术讲座 | 薛堪豪：器件级半导体能带计算方法

  薛堪豪，华中科技大学集成电路学院教授，博士生导师，入选国家级青年人才计划。本科与硕士分别毕业于清华大学电子工程系与清华大学微电子学研究所，荣获2007年清华大学优秀硕士毕业生。2007年8月至2010年5月于美国科罗拉多大学珂泉分校攻读博士学位，获科罗拉多大学2010年优秀毕业生。在Science, Nature Communications, Physical Review Letters等国际期刊上发表论文137篇，其中一作、通讯（含共同通讯）发表72篇。研究领域主要包括半导体能带计算方法、基于二氧化铪的微纳电子器件、光电探测器等。2018年提出的shell DFT-1/2能带计算方法已被WIEN2k、QuantumATK等著名密度泛函软件包采用。2023年提出了铪基铁电成因的七配位理论。

报告内容简介：

  半导体电子能带结构的计算是微电子与光电子学科关注的核心问题之一。在微电子材料与器件的模拟中，紧束缚近似使用得非常广泛，但其精度依赖于参数的选取。基于第一原理的密度泛函理论可以实现无经验参数的从头计算，但存在半导体带隙严重低估的问题。杂化泛函等方案，因计算量太大而难以实现器件级的模拟。本报告将回顾固体能带计算的历史和现状，深入分析密度泛函理论带隙问题产生的根源，并介绍在局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）计算复杂度下的解决方案。特别是我们改进后的shell DFT-1/2方法。作为典型应用，我们还将介绍该方法在锑化物超晶格红外探测器等领域的应用进展。