PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法，按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅 空位的钨酸铅晶体进行结构优化处理，计算了铅空位周围晶格的弛豫，得到铅空位周围的晶 格结构，同时对计算结果进行了讨论；在得到几何优化结构的基础上，利用相对论性密度泛 函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明：1）铅空位周 围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2）Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右 ，说明Pb 6s态上的电子很难再失去，所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+ .3）价带顶主要由O的2p态占居，氧的2p态最容易失去电子.4）铅空位周围的可能形成的 色心是VF- VK+缔合色心. 关键词： 铅空位 PbWO4晶体 结构优化 电子结构 色心     

PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法,按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅空位的钨酸铅晶体进行结构优化处理,计算了铅空位周围晶格的弛豫,得到铅空位周围的晶格结构,同时对计算结果进行了讨论;在得到几何优化结构的基础上,利用相对论性密度泛函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明:1)铅空位周围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2)Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右,说明Pb 6s态上的电子很难再失去,所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+.3)价带顶主要由O的2p态占居,氧的2p态最容易失去电子.4)铅空位周围的可能形成的色心是VF--VK+缔合色心.     

LaNi4.5Al0.5储氢合金固溶体的第一性原理分析

从第一性原理出发,基于广义梯度近似密度泛函和全势线性缀加平面波方法(FLAPW),对LaNi4.5Al0.5储氢合金固溶体相α-LaNi4.5Al0.5H0.5的晶体结构、电荷密度和态密度等特征进行了研究.对α-LaNi4.5Al0.5H0.5从能量角度计算得出H原子最可能占据6m格位,并给出了态密度(DOS)和电荷密度图,分析了H与Al之间的相互作用,以及H的加入对固溶体性质的影响,计算结果与实验值符合的相当好.     

LiAl中空位形成能的第一原理计算

LiAl是一种非常典型和有重要用途的金属间化合物.采用平面波展开和第一原理赝势法，计算了LiAl化合物中Li空位和Al空位的形成能和空位周围的原子弛豫，讨论了空位形成时电荷密度的重新分布、相应的电子态密度以及能带结构等性质. 关键词： LiAl 空位形成能 第一原理计算     

用拉曼散射分析碲镉汞中的缺陷

本文分析了碲镉汞（HgCdTe或MCT）中Te沉淀相,Hg空位的拉曼散射峰,以及碲镉汞表面完整性与它的二级拉曼散射峰的关系,MCT中的Te沉淀相的拉曼峰位于125和145cm^-1处,此峰与标准的Te三角晶系的拉曼峰相比,往高能方向移动了2cm^-1,这表明Te沉淀相受到了压应力的作用,MCT中位于108cm^-1处微弱的拉曼峰来源于Hg空位,此峰只在p型和包含有反型层的MCT中出现,在n型的MCT中几乎不出现,MCT的拉曼二极散射峰对其表面完整性非常敏感,表面完整性好的拉曼峰很明显,而表面完整性较差的峰则不太明显,此峰的1LO（T）模的强度测量对晶体制备过程中的表面分析也可能供有用的信息。     

变温吸收谱研究液相外延碲镉汞浅能级

利用变温吸收谱(11—300K)对非故意掺杂液相外延Hg_1-xCd_xTe进行研究,对吸收边在低温区间(<70K)出现的约7—20meV反常移动现象进行了分析.结果表明该现象是由材料中Hg空位作为受主能级存在而形成的,红移幅度与样品组分/载流子浓度有关.据此估算Hg空位大致位于价带上方约20meV,与Hg空位形成浅受主能级的经验公式计算结果基本符合.该结果可以解释由传统吸收谱方法确定材料禁带宽度略高于材料实际光电响应截止能量值的现象. 关键词： 碲镉汞 液相外延 汞空位 反常吸收     

LPE碲镉汞薄膜的显微Raman谱与显微荧光谱分析

利用Raman显微镜系统对4块用液相外延(LPE)方法在Cd0.96Zn0.04Te衬底上生长的Hg0.8Cd0.2Te外延薄膜样品，在100～5 000cm^-1光谱范围进行测量，在实验曲线中除了观察到与碲镉汞材料晶格振动相符的类．HgTe的光学振动横模(TO1模)和纵模(LO1模)的Raman散射峰、类-CdTe光学振动横模(TO2模)和纵模(LO2模)混合的Raman散射峰以及来源于TO1 LO1的二级Raman散射峰外，在1 000～5 000cm^-1光谱范围首次发现了LPE碲镉汞薄膜的显微荧光峰，该显微荧光的发光范围换算为电子伏特标度为1．34～1．83eV．发光中心位于2750cm^-1即1.62eV，发光峰的半高宽(FWFIM)约为0．25eV。通过分析指出．该显微荧光来源于碲镉汞外延层中阴性离子空位与材料导带底的共振能级的发光。     

GaN(0001)表面的电子结构研究

报道了纤锌矿WZ(wurtzite)GaN(0001)表面的电子结构研究.采用全势线性缀加平面波方法计算得到了GaN分波态密度,与以前实验结果一致.讨论了Ga3d对GaN电子结构的影响.利用同步辐射角分辨光电子能谱技术研究了价带电子结构.通过改变光子能量的垂直出射谱勾画沿ΓA方向的体能带结构,与计算得到的能带结构符合得较好.根据沿ΓK和ΓM方向的非垂直出射谱,确定了两个表面态的能带色散 关键词： GaN 角分辨光电发射 全势线性缀加平面波 电子结构     

LiF中空位形成能的第一性原理计算

采用平面波展开和基于密度泛函理论框架下的第一性原理赝势法,计算了102GPa下LiF化合物中Li空位和F空位的形成能及空间周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布,相应的电子态密度以及能带结构等性质.结果表明:LiF晶体中F空位的形成能比大于Li空位的形成能;F空位对LiF晶体的电子结构等性质的影响要比Li空位的大.     

LiF中空位形成能的第一性原理计算

采用平面波展开和基于密度泛函理论框架下的第一性原理赝势法,计算了102GPa下LiF化合物中Li空位和F空位的形成能及空间周围的原子弛豫,讨论了空位形成时电荷密度的重新分布,相应的电子态密度以及能带结构等性质.结果表明:LiF晶体中F空位的形成能比大于Li空位的形成能;F空位对LiF晶体的电子结构等性质的影响要比Li空位的大.     

B在Hg0.75Cd0.25Te中掺杂效应的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过形成能和束缚能的计算研究了B在Hg_0.75Cd_0.25Te 中的掺杂效应.结果表明B在Hg_0.75Cd_0.25Te中存在着两种主要形态:第一种是在完整的 Hg_0.75Cd_0.25Te材料中B稳定存在于六角间隙位置而非替位.此时,B形成容易激活的三级施主使材料表现为n型.另一种是在有Hg空位存在的Hg_0.75Cd_0.25Te中B更容易与Hg空位结合形成缺陷复合体,其束缚能达到了0.96 eV.这种复合体在Hg_0.75Cd_0.25Te材料中形成单施主也使材料表现为n型.考虑到辐照损伤形成的Hg空位受主,这种B与Hg空位的复合体是制约B离子在MCT中注入激活的一个重要因素.     

First principle study of nitrogen vacancy in aluminium nitride

In the framework of density functional theory, using the plane-wave pseudopotential method, the nitrogen vacancy ($V_{\rm N})$ in both wurtzite and zinc-blende AlN is studied by the supercell approach. The atom configuration, density of states, and formation energies of various charge states are calculated. Two defect states are introduced by the defect, which are a doubly occupied single state above the valance band maximum (VBM) and a singly occupied triple state below the conduction band minimum (CBM) for wurtzite AlN and above the CBM for zinc-blende AlN. So $V_{\rm N}$ acts as a deep donor in wurtzite AlN and a shallow donor in zinc-blende AlN. A thermodynamic transition level $E({3 + } \mathord{\left/ {\vphantom {{3 + } + }} \right. \kern-\nulldelimiterspace} + )$ with very low formation energy appears at 0.7 and 0.6eV above the VBM in wurtzite and zinc-blende structure respectively, which may have a wide shift to the low energy side if atoms surrounding the defect are not fully relaxed. Several other transition levels appear in the upper part of the bandgap. The number of these levels decreases with the structure relaxation. However, these levels are unimportant to AlN properties because of their high formation energy.     

Optical absorption study of CuInTe2 crystals grown from near-stoichiometric compositions

From the optical absorption study of CuInTe₂ crystals grown from non-stoichiometric compositions, it has been shown that the sharp increase in the absorption coefficient observed around 0.90 eV corresponds to the transition between the shallow acceptor level and the conduction band and not due to the energy gap as reported earlier. The origin of this shallow acceptor state has been attributed to Te vacancy, which confirms the covalent bonding model for CuInTe₂.     

Optically detected magnetic resonance of the zinc vacancy in ZnS

Optical detection of magnetic resonance (ODMR) is reported for the single negative charge state, V_Zn^?, of the isolated zinc vacancy in ZnS. Produced by 2.5 MeV electron irradiation, it is detected in a distant donor-acceptor (DA) pair luminescent band at 570 nm in which the vacancy acts as the acceptor. Excitation and emission spectral dependences of the V_Zn^? ODMR signals are analyzed in terms of a configurational coordinate model. We conclude that the double acceptor level (V_Zn⁼/V_Zn^?) is located ～1.1 eV from the valence band edge and that the trigonal Jahn-Teller relaxation energy for the V_Zn^? state is ～0.5 eV.     

闪锌矿结构AlSb空位缺陷性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的平面波超软赝势方法，计算含有锑空位和铝空位的电子结构，发现空位引起周围原子弛豫，晶体结构发生畸变。在此基础上研究了空位缺陷对闪锌矿型AlSb体系电子结构的影响，结果表明，铝空位缺陷使锑化铝费米能级降低，带隙变窄；而锑空位缺陷则使锑化铝费米能级升高，带隙变窄，同时，锑化铝的半导体类型由p型变为n型。对光学性质的研究发现，由于空位的引入使其邻近原子电子结构发生变化，使得空位缺陷系统光学性质的变化主要集中在低能量区域。     

闪锌矿结构AlSb空位缺陷性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的平面波超软赝势方法,计算含有锑空位和铝空位的AlSb电子结构,发现空位引起周围原子弛豫,晶体结构发生畸变.在此基础上研究了空位缺陷对闪锌矿型AlSb体系电子结构的影响,结果表明,铝空位缺陷使锑化铝费米能级降低,带隙变窄;而锑空位缺陷则使锑化铝费米能级升高,带隙变窄,同时,锑化铝的半导体类型由p型变为n型.对光学性质的研究发现,由于空位的引入使其邻近原子电子结构发生变化,使得空位缺陷系统光学性质的变化主要集中在低能量区域.     

立方(Ba0.5Sr0.5)TiO3高压诱导带隙变化的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算研究了 (Ba_0.5Sr_0.5)TiO₃ (BST) 晶体在高压下的电子结构及能带变化行为. 研究结果发现,随着压强的增加,BST能带间隙先增加,在压强为55 GPa时达到最大值,然后减小,这些有趣的结果将有助于开发与设计新的BST铁电器件. 进一步地,通过电子态密度和密度分布图的研究分析可知:在低压区域(055 GPa),则是出现的离域现象占主导(电子的离域作用超过键态的作用),从而使带隙减小. 关键词： 钛酸锶钡 第一性原理 高压 能带间隙     

Vacancies and the energy spectrum of refractory metal compounds: TiC and TiO

The influence of structural vacancies in metal and non-metal sublattices on the electronic structure of titanium carbide and oxide is studied by the nonempirical Hartree-Fock-Slater method in the cluster approximation. The main valence band changes for non-stoichiometric compounds are connected with the narrowing of bands due to subtraction of a number of electronic states and an increase of density of states near the Fermi level. Vacancy states appear to be localized in the unoccupied region of the energy spectrum; their admixture in the valence band is very small. The valency of metal atoms is shown to vary continuously in accordance with the stoichiometry ratio. The vacancy charge is very much smaller than the formal ionicity of the atom removed. It is shown that in defect compounds there is essentially no bonding charge connected with the vacancy center.The results obtained are compared with the data of previous calculations and physico-chemical properties.     

空位缺陷对β-AgVO_3电子结构和光吸收性能的影响

基于密度泛函的第一性原理研究了Ag空位、O空位和Ag-O双空位对β-AgVO_3的电子结构及光学性质的影响.采用广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U方法,对不同缺陷体系的形成能、能带结构、电子态密度、差分电荷密度和吸收光谱进行了计算和分析.通过比较不同Ag空位和O空位的形成能,确定了β-AgVO_3中主要形成Ag3空位和O1空位,并且Ag空位较O空位更容易形成.Ag3空位和O1空位的存在都使得β-AgVO_3带隙有一定程度的减小;Ag3空位使β-AgVO_3呈现p-型半导体性质,而O1空位和Ag3-O1双空位使β-AgVO_3呈现n-型半导体性质.Ag3和O1空位对晶体在可见光范围内的光吸收影响较小.     

Vacancy at the Si(111) unreconstructed surface: Electron states and absence of the Jahn-Teller distortion

The electron states of a vacancy at the Si(111) surface are calculated by means of a tight-binding scheme. The results for a vacancy at the surface layer show one state of A_l symmetry below the surface dangling bond band, and another doubly degenerate state of E symmetry above it. The Fermi energy at an isolated vacancy remains fixed by the surface. This allows to derive two important consequences: i) The vacancy state is a neutral one as can be shown by integrating the local density of states up to the Fermi energy. ii) The electronic charge around the vacancy has got the whole surface point symmetry and therefore a Jahn-Teller effect is not induced.