SiC因其寬的禁帶寬度、高的電子飽和速度、大的臨界擊穿場強、高的熱導率和熱穩定性等特性而成為制作高頻、大功率和耐高溫器件的理想材料。綜述了SiC 材料的理論研究現狀和發展趨勢，并對研究方法和結果進行了簡要的評述。

1、引言

　　SiC作為C 和Si 唯一穩定的化合物，其晶格結構由致密排列的2 個亞晶格組成，每個Si(或C)原子與周邊包圍的C(Si)原子通過定向的強四面體SP3 鍵結合，雖然SiC 的四面體鍵很強，但層錯形成能量卻很低，這一特點決定了SiC 的多型體現象。己經發現SiC 具有250 多種多型體，不同的多型體具有不同的電學性能與光學性能。SiC 的禁帶寬度為Si 的2~3 倍，電子的飽和漂移速度為Si 的2 倍，臨界擊穿電場約為Si 的8 倍，熱導率約為Si 的4.4 倍。SiC 的這些性能使其成為高頻、大功率、耐高溫、抗輻照器件的優選材料，可廣泛應用于人造衛星、火箭、導彈、飛機以及通訊、海洋勘探、石油鉆井、汽車電子化等軍事和民用系統，成為國際上新材料、微電子和光電子領域研究的熱點，受到許多國家的重視和大力發展。

　　由于SiC 單晶生長困難且代價昂貴，因此國內外對SiC 材料的外延生長進行了大量的研究，特別是對Si 基SiC 薄膜的外延生長，進行了大量的理論模擬和實驗工作。盡管SiC 外延生長的研究已進行了多年，但無論是生長技術，還是生長機理都不成熟，不同研究機構在相近條件下得出的結論存在較大的差異。因此從理論上分析SiC 的成膜機制對其外延生長過程的了解和控制具有重要意義。

2、SiC 薄膜材料理論研究方法

　　對SiC 的理論模擬，國內外主要采用2 種方法：一種是以分子動力學為基礎的理論模擬；另一種是從頭計算理論模擬。

2.1、分子動力學模擬

　　所謂分子動力學方法就是用運動方程來計算系統的性質，得到系統靜態和動態特性的一種方法。分子動力學方法的出發點是物理系統確定的微觀描述。這個系統可以是一個少體系統，也可以是一個多體系統。這種描述可以是哈密頓描述或拉格朗日描述，也可以是直接用牛頓方程表示的描述。

3、結束語

　　到目前為止，國內外采用分子動力學、從頭計算方法對SiC 的缺陷、晶格振動、熱力學性質、表面弛豫與重構、結構、能量、電子態及光譜等物理性質展開了大量的模擬研究，取得了一系列的成果。雖然2 種模擬方法側重點不用：分子動力學模擬主要側重物質的相互作用，而從頭計算方法主要對少量原子、分子體系的幾何結構及其穩定構型進行模擬研究，但不管從微觀結構還是宏觀粒子作用，對SiC 的研究都取得了顯著進步。

　　但同時也注意到：在實驗過程中，特別在以化學氣相沉積(CVD)為基礎的制備SiC 的過程中，得到純正的SiC 幾乎是不可能的。在對摻雜了N、H 的SiC 研究過程中，發現了諸如摻雜N 濃度對SiC 的光敏特性及光學帶隙影響很大等物理現象。目前，國內外在實驗上已經對此展開了大量研究，但在理論模擬上，還未見系統報道。因此，對摻雜SiC 的物理特性展開新一輪的研究，將是十分必要且迫切的。