立方相KNbO3晶体本征空位点缺陷的电子结构研究

利用第一性原理从头计算方法对立方相KNbO3晶体的肖特基缺陷的稳定性、能带结构、电子态密度和磁性性质进行了研究.发现含本征点缺陷的KNbO3体系结构稳定;K,Nb空位诱导KNbO3缺陷晶体产生铁磁性;O空位则无此性质.K空位诱导KNbO3缺陷晶体磁性源于O原子2p轨道退简并;Nb空位诱导KNbO3缺陷晶体磁性源于O-2p电子极化.     

La0．85Sr0．015MnO3—δ／Fe异质结构的瞬间光电导研究

采用磁控溅射的方法在Si基片上制备了La0.85Sr0.015MnO3-δ/Fe异质结构,对所制备结构中La0.85Sr0.015MnO3-δ薄膜的输运及光诱导特性进行了分析,表明薄膜在整个测量的温度区间内呈现金属一半导体相变,相变温度为130K.在低温金属相,磁场作用导致电阻减小,而高温半导体相则使电阻增大;激光辐照导致样品电阻减小,并产生瞬间光电导效应,即随着激光的关闭电阻瞬间恢复到原值,其相对变化值随着温度的降低而增大,并在温度为80K时达到极大值约1660%,分析认为该瞬态光电导效应可能与薄膜本身的氧缺陷有关.     

Tunable electronic properties of GaS-SnS2 heterostructure by strain and electric field

Vertically stacked heterostructures have received extensive attention because of their tunable electronic structures and outstanding optical properties. In this work, we study the structural, electronic, and optical properties of vertically stacked GaS-SnS₂ heterostructure under the frame of density functional theory. We find that the stacked GaS-SnS₂ heterostructure is a semiconductor with a suitable indirect band gap of 1.82 eV, exhibiting a type-II band alignment for easily separating the photo-generated carriers. The electronic properties of GaS-SnS₂ heterostructure can be effectively tuned by an external strain and electric field. The optical absorption of GaS-SnS₂ heterostructure is more enhanced than those of the GaS monolayer and SnS₂ monolayer in the visible light region. Our results suggest that the GaS-SnS₂ heterostructure is a promising candidate for the photocatalyst and photoelectronic devices in the visible light region.     

最小偏向角法测三棱镜折射率的相图探究

三棱镜折射率的测量是大学物理实验的重要组成部分,对培养学生的基本实验技能、加深对经典光学理论的理解具有重要作用。本文依据几何光学原理探究了最小偏向角法中在有出射光时最小偏向角与三棱镜顶角、折射率所对应的函数关系,建立了有出射光时入射角、折射率、顶角间以及最小偏向角时折射率、顶角、最小偏向角间的相图,阐明了两相图的物理意义。该研究拓展了三棱镜折射率实验的研究思路。     

Sb-Na共掺p型ZnO的第一性原理研究

运用密度泛函理论,计算了Sbzn、Nazn、Sbzn-nNazn掺杂ZnO晶体的稳定性、能带结构和电子态密度.研究发现Sbzn、Nazn、Sbzn-nNazn掺杂ZnO晶体的结构稳定,Sb-Na共掺杂改善了体系的固溶度.能带结构表明,SbZn体系为n型间接带隙半导体材料;NaZn、Sbzn-2NaZn体系为p型半导体材料;Sbzn-NaZn、SbZn-3NaZn体系为本征半导体材料.对p型半导体材料体系的导电性能研究发现,Sbzn-2Nazn体系电导率大于NaZn体系的电导率,即Sbzn-2NaZn掺杂改善了体系的导电性.计算结果为实验制备p型ZnO材料提供了理论指导.     

Cu、N空位对Cu_3N的电子结构、电学和光学性能影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了立方相Cu_3N晶体中含Cu、N空位体系的稳定性、电学、光学性能.研究结果表明含Cu空位和N空位体系的结构比较稳定,Cu空位和N空位降低了体系的导电性,但增加了体系的透射率;含Cu空位和N空位体系的禁带宽度均大于Cu_3N体系,说明实验中制备的Cu_3N有时表现为绝缘体的可能原因为体系中存在Cu空位或N空位.     

B掺杂BaTiO3的电子结构和磁性的第一性原理研究

利用基于第一性原理的自旋极化密度泛函理论计算了B掺杂BaTiO3的稳定性、电子结构和磁学性质.结果表明B掺杂BaTiO3体系稳定,并表现为铁磁性.B替位掺杂BaTiO3体系的磁性机制可归结为部分B2p电子的自旋极化和B2p/O2p与Ti3d电子的p-d耦合作用,B间隙掺杂BaTiO3体系中磁性源于未配对Ti3d电子的自旋极化.     

电场对PtO2/MoS2范德瓦尔斯异质结电子结构调控

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了外电场对PtO2/MoS2范德瓦尔斯异质结电子结构的调控,发现当层间距d=2.83Å时异质结结构最稳定,且表现为Ⅱ型间接带隙半导体,其带隙为0.68 eV。通过施加垂直平面方向电场可有效调控PtO2/MoS2异质结电子结构,当外电场为-1 V/Å时,发生半导体-金属相变。这些研究结果表明PtO2/MoS2异质结在新型二维材料光电纳米器件方面具有广泛应用前景。     

Band alignment in SiC-based one-dimensional van der Waals homojunctions

The density functional theory method is utilized to verify the electronic structures of SiC nanotubes (SiCNTs) and SiC nanoribbons (SiCNRs) one-dimensional (1D) van der Waals homojunctions (vdWh) under an applied axial strain and an external electric field. According to the calculated results, the SiCNTs/SiCNRs 1D vdWhs are direct semiconductors with a type-II band alignment and robust electronic structures with different diameters or widths. Furthermore, the SiCNTs/SiCNRs 1D vdWhs are direct semiconductors with a type-I band alignment, respectively, in a range of[-0.3, -0.1] V/Å and[0.1, 0.3] V/Å and change into metal when the electric field intensity is equal to or higher than 0.4 V/Å. Interestingly, the SiCNTs/SiCNRs 1D vdWhs have robust electronic structures under axial strain. These findings demonstrate theoretically that the SiCNTs/SiCNRs 1D vdWhs can be employed in nanoelectronics devices.     

p型透明导电材料BaSnO3的第一性原理研究

基于密度泛函理论,从头计算了N以及N和Sb共掺BaSnO₃的电子结构和光学性质.结果表明N单掺BaSnO₃与N和Sb共掺BaSnO₃均为p型透明导电材料,在可见光区透过率均在80%以上,且N和Sb共掺具有更高的电导率.计算结果为实验上制备p型钙钛矿结构透明导电材料提供了强有力的理论指导. 关键词： p型透明导电材料 电子结构 光学性质