GaN中与C和O有关的杂质能级第一性原理计算

用局域密度泛函线性丸盒轨道大型超原胞方法(32个原子),对纯纤锌矿结构的GaN用调节计算参数(如原子球与“空球”的占空比)在自洽条件下使Eg的计算值(323eV)接近实验值(35eV).然后以原子替代方式自洽计算杂质能级在Eg中的相对位置.模拟计算了六角结构GaN中自然缺陷以及与C和O有关的杂质能级位置,包括其复合物.计算结果表明,单个缺陷如镓空位VGa、氮空位VN、氧代替氮ON、炭代替氮CN、炭代替镓CGa等与已有的计算结果基本一致.计算结果表明杂质复合物会导致单个杂质能级位置的相对变化.计算了CNON,CGaCN,CNOV和CGaVGa,其中CNON分别具有深受主与浅施主的特征,是导致GaN黄光的一种可能的结构. 关键词： GaN 杂质能级 电子结构     

真空能带理论中E4解和M4解过渡的讨论

已知,用WKB方法求得的真空之间最可几逃逸路径（MPEP）当位势u大于能量E或u4解;后者则对应于闵可斯基空间的解——M₄解。但是,在u=E的转折点附近,WKB方法不再适用。本文给出了在转折点左右连接E₄解与M₄解的MPEP轨道应满足的方程。由周期场方法算得的物理的θ真空的能级E不等于原始真空的能量。而MPEP以及随之而定的位势皆与能级E的位置有关;反过来,能级又决定于位势。本文表明应如何自洽地考虑这一因素。     

GaAs中过渡金属深杂质能级的计算

本文采用41个原子的原子族模型来模拟晶体,用电荷-组态自洽(SCCC)的EHMO方法和在边界上用"类Ga"和"类As"原子来饱和悬挂键,计算了中性过渡金属原子Cr、Mn、Fe、Co、Ni在半导体GaAs中的深杂质态,所得杂质能级在带隙中的位置与实验结果相符。     

立方氮化硼的振动光谱及反射光谱的研究

 将黑色、黄色、棕色三种小于50 μm立方氮化硼粉末为样品，研究了其红外光谱、拉曼光谱、反射光谱，结果表明：（1）样品的红外光谱中，1 818 cm^-1和1 548 cm^-1属于cBN的晶格本征振动，而立方氮化硼的晶格本征振动外的晶体缺陷吸收则发生在~800 cm^-1，1 580 cm^-1~1 740 cm^-1和大于2 400 cm^-1处。（2）拉曼光谱测试表明，在1 052 cm^-1和1 304 cm^-1附近出现的散射与cBN不具有反演中心及cBN具有立方结构这样的事实相一致，并且这种散射伴随着布里渊区中心声子的横向和纵向发射。144 cm^-1附近出现的散射，被认为是由于局部振荡模式的出现，在反斯托克斯区造成的信号，这与晶格中杂质缺陷有关。（3）依据得到的反射光谱，计算了cBN单晶禁带宽度，发现这三种cBN都具有大于金刚石的禁带宽度值，分别为：E_g(黑)=6.21 eV，E_g(黄)=5.73 eV，E_g(棕)=5.71 eV。     

双模腔场中两原子自发辐射线型的一般理论

本文研究了两个双能级原子与双模真空腔场具有不同耦合常数(g₁≠g₂)时的自发辐射线型.一般情况下,两原子系统的"双模真空场拉比劈裂"存在对称十峰结构;在R=g₂/g₁从0.25增加到0.75的过程中,自发辐射线型交替出现对称八峰和十峰结构;双模真空场中单原子的对称双峰结构以及两等同原子的对称六峰结构可作为特例得出.另一方面,本文给出了上述谱特性的物理解释.     

Ga掺杂ZnS的电子结构和光学性质

本文基于第一性原理平面波赝势（PWP）和广义梯度近似（GGA）方法,对ZnS闪锌矿结构掺入杂质Ga体系进行结构优化处理. 计算了该体系下ZnS材料的电子结构和光学性质. 详细分析了其平衡晶格常数、能带结构、电子态密度分布和光学性质．结果表明：由于杂质Ga的引入,ZnS体系体积略有膨胀,并在在费米面附近出现了深施主能级,单纯的通过Ga掺杂来实现低阻ｎ型ZnS材料较为困难;由于杂质能级的引入,整个介电峰向低能方向偏移,电子在可见光区的跃迁显著增强．     

B-T方程的复方位阱本征解

求解了复方位阱的B-T方程,得到了p系统束缚态的窄宽度结构。与非相对论近似的结果比较,能级位置的修正—△E₁最大可达几十个MeV,湮灭宽度的修正—△E₂最大可达十几个MeV。     

自辐射场下PuO分子光谱研究

在相对论有效原子实势近似下, 以Pu为SDD基组、O为6-311+G^*基组, 采用优选的密度泛函 B3LYP方法, 研究了用电场摸拟钚本身产生自辐射场(-0.005—0.005 a.u.) 作用下氧化钚(PuO)基态分子的最高占据轨道(HOMO)能级E_H、最低空轨道(LUMO)能级E_L、能隙E_g和费米能级E_F. 结果表明: 在所加的电场范围内, E_H随着电场的增加均逐渐减少, E_F随着电场的增加均逐渐增大, E_g始终处于增大的趋势, 费米能级E_F上升, 占据轨道的电子难以被激发至空轨道而形成激发态, PuO分子在自辐射场中更趋于稳定, 可以阻止O₂, H₂等扩散到表面内层而腐蚀钚表面, 有利于了钚在自辐射场中抗腐蚀.     

混合物物态方程的体积相加模型和热力学自洽条件

 介绍了一个表列数据相加模型,用体积-压强迭代法编程计算混合物物态方程。在各组分材料物态方程满足热力学自洽条件的前提下,证明了混合物物态方程也满足热力学自洽条件。最后给出两个算例（空气和Xe-D₂体系）。     

原子核的单粒位阱（Ⅲ）——非厄米位阱uαβ=Mαβ（εβ）的本征值

本文证明了以下结果:虽然单粒位阱 u_αβ=M_αβ（εβ）[或 u_αβ=M_αβ（εα）,M_αβ（ω）为质量算符]是非厄米的,但由它所确定的断续本征值ε_γ却一定是实的,而且严格满足以下关系:ε_γ,=±[E_nγ（N±1）—E₀（N）]其中 E₀（N）与 E_nγ（N±1）分别表示满壳核（核子数为 N）基态与（N±1）核的严格能量本征值.此外,为了判断任一单粒位阱的本征值是否也可能满足上述关系,文中给出了一个计算其判据的简便方法.应用这方法还可很容易地算出单粒格林函数的振幅修正.     

用ESR研究ZnS微晶的相变

在ZnS和ZnS:Cu磷光体微晶中,共掺杂痕量的Mn2+,通过对ZnS晶体中的Mn2+离子的电子自旋共振(下面简写为ESR)超精细谱的监测,可以研究ZnS和ZnS:Cu微晶随制备时的煅烧温度升高引起的从立方相(β相)到六角相(α相)的相变。痕量Mn2+是一种灵敏的结构相变顺磁探针。     

低温扩散Mn2+制备ZnSⅩⅣMn,Cu电致发光材料

研究了不同Mn的化合物掺杂在不同退火处理条件下对ZnSⅩⅣMn,CuACEL粉末的发光亮度的影响.在低温下扩散Mn²⁺掺杂的方法,有效降低了Mn盐中其它杂质对发光的影响,和直接高温法制备的ZnSⅩⅣMn,CuACEL材料相比,提高了材料的发光亮度.     

ZnS:Mn2+,Sm3+粉末材料中Mn2+和Sm3+之间的能量传递

研究了ZnS粉末材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用.通过测量单独由Mn2+或Sm3+掺杂及Mn2+,Sm3+同时掺杂的ZnS粉末材料的发射光谱、激发光谱、发光衰减以及选择激发发光光谱,证实了Mn2+和Sm3+之间存在偶极子-偶极子相互作用的无辐射能量传递.同时还计算了能量传递几率和传递效率.     

ZnS:Mn摩擦发光特性的研究

本文报道了ZnS:Mn具有良好摩擦发光性能。研究了ZnS:Mn发光中心Mn^2 及其含量以及样品的灼烧温度、灼烧时间等条件对样品发光特性的影响。优化浓度配比和制备条件制备出了较高摩抢擦发光效率的ZnS:Mn摩擦发光材料。摩擦发光机理可能是由于机械能使ZnS:Mn的电子从基态激发到激发态所致,而具有较高的摩擦发光效率可能来源于ZnS:Mn具有较宽的激发能量范围。     

ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

过渡金属W、Mn、V、Ti掺杂二维材料MoSi2N4的第一性原理计算

本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算了W、Mn、V、Ti替位掺杂二维MoSi₂N₄后的几何结构、电子结构以及光学性质的变化.电子结构分析表明W、Mn、W、Ti替位掺杂二维MoSi₂N₄后的禁带宽度分别为1.806 e V、1.003 e V、1.218 e V和1.373 e V;四种过渡金属掺杂后MoSi₂N₄的带隙类型没有发生改变，均为间接带隙半导体;W掺杂后的杂质能级靠近价带顶，费米能级靠近价带顶，为p型半导体，杂质能级为受主能级;Mn掺杂后的杂质能级靠近导带底，费米能级靠近导带底，为n型半导体;V和Ti掺杂后杂质能级位于费米能级附近，为复合中心;光学性质分析表明，在2 e V～4 e V的能量区间内，W掺杂结构的吸收波长为336 nm，体系发生红移;Mn、V和Ti替位掺杂后的吸收波长分别为320 nm、358 nm和338 nm，且掺杂体系均发生蓝移.     

MOCVD技术制备的ZnS:Mn电致发光薄膜结晶性及Mn2+分布

本文报导了用MOCVD技术制备的ZnS:Mn电致发光薄膜为立方晶相,结晶取向性好,颗粒大。从高倍率的扫描电镜拍摄的照片观察到薄膜的表面平滑。SIMS测量表明Mn2+在ZnS薄膜纵向分布均匀,但在两侧有起伏,可能的原因是在生长的初终阶段流量的突变使化合物的化学计量比偏离而产生位错,引起原子的局部堆积,并且由于初终阶段ZnS:Mn生长的衬底不同使原子堆积层厚度不同。     

镓掺杂氧化锌和硫化锌电子结构差异的第一性原理

运用第一性原理进行了相关计算研究Ga掺杂的ZnO和ZnS的电子结构的差异. 结果表明,LDA和LDA+U计算的结果在定性上是一致的. 掺杂Ga以后,ZnO和ZnS的费米能级处均出现杂质态. 掺杂中的ZnO,杂质态在导带是离域的. 掺杂后的ZnS,虽然p态比较离域,但其s态在费米能级处却是局域的. 前线轨道的电荷密度分布也给出了相同的信息. 交换ZnO和ZnS的晶格结构,结果不变. 局域化的Ga-s态是导致掺杂ZnS电学性能差的原因.     

与掺杂浓度相关的ZnS∶Mn纳米粒子的发光性质

采用溶胶法制备了Mn掺杂的ZnS纳米粒子,探讨了掺杂离子浓度对ZnS∶Mn纳米粒子的晶体结构和发光性质的影响。通过X射线衍射（XRD）对样品的结构进行了表征,结果表明：所制备的ZnS∶Mn纳米粒子为立方闪锌矿结构,其在Mn离子的掺杂浓度达到6%时不发生分相,但随着掺杂浓度的增加,纳米粒子的平均粒径会减小。光致发光光谱和荧光光谱的结果表明：通过改变掺杂离子的浓度可实现对ZnS∶Mn纳米粒子590 nm附近荧光发射波长的调节。此外,研究了温度对纳米粒子形貌和发光性质的影响。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）观察发现,经过50℃陈化1 h后的ZnS∶Mn样品的平均粒径增大约为20 nm,且加热陈化有利于ZnS∶Mn纳米粒子中Mn2＋在590 nm处产生荧光。     

ZnS型荧光粉的粒度、形貌和荧光发射谱的研究

本文主要对两种 Zn S型荧光粉 Zn S∶ Cu+和 Zn S∶ Mn2 +进行了研究。我们烧制了两种样品之后 ,对其进行了超声分散和包膜。经过超声分散和包膜处理后的样品的粒度分布分别为高斯型粒度分布 ,两者的中心粒度分别为 1 0微米和 2 0微米。两种样品的 SEM实验结果表明 ,经分散和包膜之后的颗粒形貌基本为圆形 ,颗粒的分散度很好 ,我们还分别测量了两者经过处理后的样品的荧光发射谱。 Zn S∶ Cu+ 的绿色发射峰值为 1 8860 cm- 1,Zn S∶ Mn2 + 的橙色发射峰值为 1 71 0 0 cm- 1。