GaAs1-xPx中3d过渡金属杂质的电子结构

本文推广了Vogl等人的理论方法,将其用于对GaAs_1-xP_x中3d过渡金属杂质电子结构的研究。文中就不同的合金成份x,预言了不同3d杂质的受主能级、施主能级、局域电荷和自旋密度。理论预言与实验数据符合,并且揭示了它们的主要化学趋势。文中还就与理论和实验结果变化趋势有关的物理机制进行了讨论。 关键词：     

流体静压下AlAs合金化的GaAs中Cr~(2+)(3d~4)杂质态的理论研究

本文将一个自旋极化的紧束缚格林函数方法发展到用于流体静压和合金下GaAs:Cr~(2+)(3d~4)杂质态的研究。文中给出了GaAs:Cr~(2+)系统~5E激发态和~5T_2基态受主能级随压力和AlAs合金成份的变化趋势。理论证明了在一定的压力和Al成份下,~5E激发态将从导带底进入带隙,原在通常条件下观察不到的~5E→~5T_2发光就能被观察到。理论预言与实验结果符合得很好。理论还预言:当GaAs与GaP合金的时候,类似的发光过程也能在一定的合金成份下观察到,这一预言有待于实验证实。     

Fe XVII离子能级和振子强度的相对论多组态Dirac-Fock计算

本文用相对论多组态的狄拉克-福克(Dirac-Fock)(MCDF)近似方法计算了铁的类氖离子FeXVII的2p~53s,和3p和3d态的所有能级以及3s—3p,3p—3d跃迁的电偶极振子强度f值.理论计算的能级值同实验值的比较表明,使用MCDF方法计算类氖等电子序列的能级会得到与实验值符合得比较好的结果.因无实验数据可作比较,本文得到的振子强度值纯属理论预言值.     

与闪电过程有关的NII离子能级寿命的理论计算

用相对论多组态DiracFock方法,系统地计算了与闪电过程有关的NII离子2p2,2s2p3,2p3s,2p3p,2p3d组态能级之间的辐射跃迁概率,并由此推算出这些组态的35个能级的寿命.计算中考虑了相对论效应、电子关联、延迟效应等重要贡献.与已有的理论计算比较,目前计算的结果更接近最新实验值.据此,进一步给出了2p3d3F能级寿命新的理论预言值     

第一性原理计算绝缘体-金属转变临界掺杂浓度:Co重掺杂Si体系

基于密度泛函理论的第一性原理方法,本文旨在探索确定绝缘体-金属转变临界浓度的理论计算方法.以Co重掺杂Si为研究对象,构建并计算了10个Co不同掺杂浓度模型的晶体结构、杂质形成能及其电子性质.发现在Co掺杂Si体系的带隙中形成了杂质能级,杂质能级的位置和宽度随着Co浓度的增加呈线性变化.当Co掺杂浓度较高时杂质形成能逐渐稳定,且杂质能级穿过费米能级使体系表现出金属性.综合杂质形成能的变化趋势,以及杂质能级极小值与费米能级间的距离条件,可预测出发生绝缘体-金属转变的Co掺杂浓度为2.601Wingdings 2MC@10~(20) cm~(-3),与实验结果相一致.上述两条依据应用于S重掺杂Si体系和Se重掺杂Si体系同样成立.     

KⅡ离子3p光吸收谱的MQDT分析

利用多通道量子数亏损理论对钾的一价离子的3p光吸收光谱进行了分析,计算并预言了80多个实验上未观察到的能级以及相应能级的朗德g因子,对于实验上未区分的能级做了重新的认定,预言了自电离区的3p5ns(1/2,1/2)n=17-21的能级,讨论了通道之间的干扰情况。     

GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子n=3,Δn=0跃迁谱线和振子强度的计算

用HFR方法对CaⅨ-KrⅩⅩⅤ离子3s2,3s3p,3s3d,3p2组态能级结构进行了理论计算.在已有实验研究的基础上,通过分析离子能级沿等电子序列的变化规律,运用最小二乘拟合方法预言计算了GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子3s2,3s3p,3s3d,3p2组态14条精细结构能级值.在此基础上,进一步计算了GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子3s2-3s3p,3s3p-3s3d和3s3p-3p2跃迁的23条谱线波长和相应的振子强度.计算结果与已有的实验值十分吻合,波长的最大不确定度为0.008 nm.     

GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子n=3，△n=0跃迁谱线和振子强度的计算

用HFR方法对CaⅨ-KrⅩⅩⅤ离子3s^2，3s^3P，3s3d，3p^2组态能级结构进行了理论计算。在已有实验研究的基础上，通过分析离子能级沿等电子序列的变化规律，运用最小二乘拟合方法预言计算了GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子3s^2，3s^3P，3s3d，3p^2组态14条精细结构能级值。在此基础上，进一步计算了GeⅩⅪ-SeⅩⅩⅢ离子3s^2-3s3p，3s3p-3s3d和3s3p-3p^2跃迁的23条谱线波长和相应的振子强度。计算结果与已有的实验值十分吻合，波长的最大不确定度为0．008nm。     

与闪电过程有关的NⅡ离子能级寿命的理论计算

用相对论多组态Dirac-Fock方法，系统地计算了与闪电过程有关的NⅡ离子2p^2,2s2p^3,2p3s,2p3p,2p3d组态能级之间的辐射跃迁概率，并由此推算出这些组态的35个能级的寿命，计算中考虑了相对论效应，电子交联，延迟效应等重要贡献，与已有的理论计算比较，目前计算的结果更接近最新实验值，据此，进一步给出了2p3d^3F能级寿命新的理论预言值。     

Ni掺杂浓度对硅纳米线光电性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理,对不同直径和浓度Ni掺杂硅纳米线的形成能、能带结构、态密度和光学性质进行了计算,结果表明：杂质Ni的形成能随硅纳米线直径的减小和掺杂浓度的降低而下降,这说明直径越大的硅纳米线掺杂越困难,杂质浓度越高的硅纳米线越不稳定. Ni掺杂在费米能级附近及带隙中引入杂质能级,其主要来自Ni的3d轨道,杂质能级扩展成杂质带,改变Ni的掺杂浓度可改变硅纳米线的带隙,改善其导电性. 另外,还发现掺杂浓度明显改变了硅纳米线的吸收强度和宽度.     

类镉等电子序列NdⅧ-Sm XV离子n=5complex能级与跃迁谱线研究

用HFR方法对类镉等电子序列IⅥ-SmⅩⅤ离子5s2,5p2,5s5d,5s5p组态能级结构进行系统的理论计算。在已有实验研究的基础上,通过分析各能级值的HFR理论计算值与相应实验值之差随着Zc沿等电子序列的变化规律,找出用于最小二乘拟合(LSF)计算的半经验拟合公式,结合设计的FORTRAN程序,预言出Nd-SmⅩⅤ离子n=5complex中至今还没有实验值的部分能级,能级的计算结果与已有实验值吻合得很好,同时给出了5s2—5s5p,5s5p—5p2,5s5p—5s5d跃迁谱线波长和跃迁概率。     

硅中的过渡元素杂质能级

本文提出了半导体中过渡元素杂质的一个简单模型,用格林函数方法计算了硅中替代和间隙原子产生的杂质能级和波函数。发现两者的性质有很大的差别。替代原子只有当d原子能级V_d低于价带顶时才能产生杂质能级。它的波函数主要是悬键态,当能级靠近导带边时变成正键态。间隙原子只有当V_d高于价带顶时才能产生杂质能级。它的波函数主要是中心原子d态,当能级靠近导带边时变成弱反键态。最后定性地说明了过渡元素杂质能级的化学趋势和一些实验事实。 关键词：     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

过渡金属原子掺杂对单层MoS_2磁性的影响

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了本征及过渡金属掺杂单层MoS_2的晶格参数、电子结构和磁性性质.计算结果显示,过渡金属掺杂所引起的晶格畸变与杂质原子的共价半径有联系,但并不完全取决于共价半径的大小.分析电子结构可以看到,VIIB、VIII和IB族杂质中除Ag和Re外的掺杂体系都对外显示磁性,磁矩主要集中在掺杂的过渡金属原子上.掺杂体系的禁带区域都出现了数目不等的杂质能级,这些杂质能级主要由杂质的d、S的3p和Mo的4d轨道组成.     

杂质对镁合金耐蚀性影响的电子理论研究

利用大角重位点阵模型建立了Mg合金［0001］对称倾斜晶界模型，应用实空间的连分数方法计算了杂质在晶界的偏聚能，杂质原子间相互作用能和不同体系的费米能级，讨论了杂质在晶界的偏聚行为，杂质间的相互作用与有序化的关系及杂质对镁合金腐蚀性能影响的物理本质. 计算结果表明，杂质原子偏聚于晶界，且主要偏聚于晶界的压缩区；杂质原子间相互排斥，因此在晶界区形成有序相；费米能级与材料的腐蚀电位存在这样的关系：材料的费米能级越高，其腐蚀电位就越低，容易被腐蚀，相反费米能级低，其腐蚀电位就高，不容易腐蚀. 体系中成分不同区域的费米能级差导致电子从费米能级高的区域流向费米能级低的区域，正是费米能级差构成了镁合金电化学腐蚀的电动势. 关键词： 电子理论 晶界偏聚 镁合金 腐蚀机理     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论,计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3～50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=4～50)里德堡系列的能级和量子亏损. 计算结果与已有的33个实验数据符合得很好,预言了136个能级的位置.     

镁原子里德堡能级的计算

依据最弱受约束电子势模型理论，计算了镁原子1s22s22p63snp 3P2,1,0(n=3-50) 和1s22s22p63sns 3S1 (n=４-50)里德堡系列能级和量子亏损。计算结果与已有的33个实验数据符合得很好，预言了136个能级的位置。     

PdⅩⅣ-CdⅩⅥ离子4s24p3和4s4p4组态精细结构能级与跃迁的扩展分析

用多组态HXR理论方法对KrⅣ-CdⅩⅥ离子4s^24p^3和4s4p^4组态的精细结构能级进行了分析计算。在已有研究工作的基础上,通过对4s^24p^3和4s4p^4组态能级的实验观测值与HXR计算结果之差AE沿等电子序列变化规律的分析．找出了△E随有效核电荷数Zc变化的规律,预言并计算了PdⅩⅣ-CdⅩⅥ离子4s^24p^3和4s4p^4组态能级,大部分预言计算值与实验结果的偏差小于100cm^-2。由此还进一步计算了PdⅩⅣ-CdⅩⅥ离子4s^24p^3—4s4p^4跃迁的谱线波长、振子强度和跃迁概率。结果表明：除了4s^24p^3D5/2-4s4p^4^2D5/2跃迁的谱线波长(29．992nm)与实验值相差0．018nm外．对于其余5条谱线．预言值与实验值的偏差均不超过0．005nm。     

镍掺杂硅纳米线电子结构和光学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对镍掺杂硅纳米线的结构稳定性、电子与光学性质进行了研究.结果表明:Ni容易占据硅纳米线表面的替代位置.镍掺杂后的硅纳米线引入了杂质能级,杂质能级主要来源于Ni的3d电子的贡献.由于Ni的3d态和Si的3p态的耦合作用,使禁带宽度变窄.掺杂后的硅纳米线在低能区出现了一个较强的吸收峰,且吸收带出现宽化现象. 关键词： 硅纳米线 掺杂 电子结构 光学性质