本文采用材料模拟软件(Materials Studio)中的CASTEP模块,结合密度泛函理论(DFT)对碳化硅及其衍生结构表面进行了模拟计算,研究了表面的化学键、形貌、能带图以及电子态密度图。研究发现,随着表面去除硅原子数的增加,表面原子以及化学键发生了明显的变化,呈凹凸不平的形状。第一层的原子有向下陷的趋势或行为。与去除的硅原子成键的碳原子上的电荷数减少,这主要是由于悬键上电子发生转移,形成新的化学键或向内层移动的原因。碳硅键上电荷数增加,共价性增强。通过能带图以及电子态密度图分析知,对于不完全去除表面,随着去除硅原子数的增加,表面带隙变小,导电能力是一个增强的过程。碳原子由原来的对表面几乎无贡献,到逐渐由碳决定表面性质。且能带能量逐渐向高能发向移动,表现出更大的活性。水分子在碳化硅及其衍生结构表面分解。随着硅原子的减少,氢,氧,以及结构本身的原子形成越来越多的新的化学键,表面硅原子上电荷数逐渐向碳原子以及新的化学键上转移。由能带分析可知,吸附水分子后,β-SiC (111)以及衍生结构(a)的表面带数目减少,导电性减弱。衍生结构(b),(c),(d)的能带带隙增大,(d)由金属性转变为半导体性质。表明:水分子在衍生结构(b),(c),(d)表面吸附时,分解的水分子与表面的C、Si原子之间形成新的化学键,减少了悬键电子,故造成表面带隙增大,导电能力下降。由态密度分析知,由于表面吸附了水分子,使得在深能级处出现细小尖峰。随着硅原子的去除,费米能级附近的态密度由原来的Si原子为主变为C原子为主,这与吸附前的趋势是相同的。峰值比吸附前减小,导电能力下降。并且,氧原子在深能级有贡献。在衍生结构(d)中氧原子的2p轨道对表面态密度也有了一定的贡献。β-SiC (111)以及衍生结构(a),(b)的能带起伏性较清洁表面起伏性变小,表明能带中电子局域性增强,有效质量相对较大。衍生结构(c),(d)的能带较清洁表面起伏性增大,电子局域性减弱,有效质量较小。且态密度向高能方向移动。