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1.
Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对掺杂Cd导致ZnO禁带宽度下降的机理进行了研究. 通过对掺杂前后电子能带结构,态密度以及分态密度的计算和比较,发现CdxZn1-xO价带顶端(VBM)始终由O-2p占据;而导带顶端(CBM)则由Cd-5s与Zn-4s杂化轨道控制. 随着掺杂浓度的增加,决定带隙宽度的CBM的位置下降,同时VBM的位置上升,从而导致了带隙的变窄,出现了红移现象. 此外,Cd掺杂会使晶胞发生膨胀,这种张应变也是导致Cd  相似文献
2.
Cu掺杂ZnO薄膜的光学性质   总被引:3,自引:3,他引:0  
采用射频反应磁控溅射方法,在Si(100)和石英基片上使用双靶溅射的方法制备了Cu掺杂ZnO 薄膜。利用X射线衍射、透射光谱和光致发光光谱分析了薄膜的晶体结构及光学性质,并与密度泛函理论计算的结果进行了对比。研究结果显示:Cu掺杂ZnO薄膜均具有高的c轴择优取向,无Cu及其氧化物相关相析出,掺杂对晶格参数的影响较小,与理论计算结果一致。Cu掺杂显著改变了ZnO薄膜在近紫外及可见光波段的吸收特性,其光学带隙随着Cu掺杂量的增加有所减小,带隙宽度的变化趋势与理论结果有着很好的一致性。Cu掺杂显著降低了ZnO薄膜的发光效率,具有明显的发光猝灭作用,但并不影响光致发光的发光峰位。说明Cu掺杂导致的吸收特性的改变可能与杂质能级有关,这与能带结构计算发现的Cu-3d电子态位于价带顶附近的禁带中是一致的。  相似文献
3.
Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
唐鑫  吕海峰  马春雨  赵纪军  张庆瑜 《物理学报》2008,57(12):7806-7813
采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对Be掺杂导致ZnO禁带宽度增加的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构、总态密度以及分态密度的计算和比较,发现导带底(CBM)是由Be 2s电子与Zn 4s电子共同控制;而BexZn1-xO价带顶 (VBM)始终由O 2p电子占据.随着掺杂量的增加,决定带隙宽度的CBM的位置上升,同时VBM的位置下降,从而导致了带隙的变宽,出现了蓝移现象.此外,Be掺杂会使晶胞发生压缩,这种压应变也是导致Be  相似文献
4.
张超  孟旸  颜超  唐鑫  王永亮  张庆瑜 《物理学报》2007,56(1):452-458
利用分子动力学模拟方法研究了Cu/Au(001)和Au/Cu(001)异质外延岛的演化行为. 研究结果显示:Cu-Au体系的相互外延行为呈现出明显的非对称性. Cu在Au(001)基体表面可以形成完整的外延结构,而Au在Cu(001)基体表面外延将导致失配位错的出现. 导致非对称外延生长行为的根本原因是外延岛的应变状态的差异和外延岛自身性质的不同. 随着外延岛的长大,Cu外延岛与Au(001)基体的微观失配度由最初的接近宏观失配度的9%左右迅速单调下降,并最终趋于晶格匹配;而Au在Cu(001)基体表面外延的微观失配度则呈现出振荡增加趋势. Cu/Au(001)体系的基体形变主要发生在外延岛的边缘,而Au/Cu(001)体系的基体形变主要发生在外延岛内部所对应的区域.  相似文献
5.
颜超  张超  唐鑫  孟旸  张庆瑜 《物理学报》2007,56(11):6580-6587
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学模拟方法研究了Au/Cu(111)和Ag/Cu (111)体系的异质外延结构特征以及外延岛形貌和应变释放的演化过程. 通过对比Au/Cu(111)和Ag/Cu (111)体系的异质外延结构及外延岛演化行为,揭示了导致Ag/Cu (111)体系中异质外延层形成Moiré结构的微观物理机理及其与外延体系的宏观物理特性之间的关系. 研究结果显示,外延岛原子与基体表面原子之间的界面结合强度是形成Moiré结构的重要因素,异质外延体系的界面结合强度取决于二者的合金熔解热. 当异质外延体系的合金熔解热为正值时,界面结合强度较弱,有利于Moiré结构的形成. 同时,外延岛原子之间的相互作用决定着外延岛的面内弛豫行为,对Moiré结构的形成有一定的影响. 外延岛的面内弛豫行为与外延层和基体之间的相对刚度有关,弹性模量较大的外延层具有较强的延展能力,对Moiré结构的形成有利. 此外,Moiré结构的形成与外延岛的尺度有关,主要是外延岛边界原子的钉扎作用对外延岛内原子弛豫行为的约束作用的影响.  相似文献
6.
王永亮  张超  唐鑫  张庆瑜 《物理学报》2006,55(8):4214-4220
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用准静态分子动力学模拟研究了Cu原子在Cu(001)表面吸附所导致的基体晶格畸变以及对其附近的另一个吸附原子自扩散行为的影响.研究结果表明,吸附原子的存在可以导致多达10层的Cu基体晶格产生畸变.两个吸附原子所产生的晶格畸变应力场之间的相互作用,可以导致吸附原子运动活性的增加.通过比较同一路径上往返跳跃扩散势垒的差异发现,在原子间相互作用势的有效距离之外,两个吸附原子的扩散行为可以认为是存在晶格畸变应力场相互作用的两个独立吸附原子的扩散;在原子间相互作用势的有效距离之  相似文献
7.
张超  唐鑫  王永亮  张庆瑜 《物理学报》2005,54(12):5791-5796
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过分子动力学方法研究了过渡族金属Cu,Ag,Au,Ni,Pd,Pt(111)表面的相互替位掺杂对表面稳定性的影响,计算了替位掺杂体系的表面能与表面空位形成能,探讨了影响表面稳定性的因素及其变化规律. 计算表明:替位杂质对表面能变化的影响主要是替位杂质的凝聚能和原子半径,而影响空位形成能变化的原因除凝聚能和原子半径外,合金溶解热具有重要的作用. 此外,通过替位杂质导致的体系表面能变化对合金体系的偏析行为进行了预测,理论预测与实验结果符合很好.  相似文献
8.
唐鑫  张超  张庆瑜 《物理学报》2005,54(12):5797-5803
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学方法计算了同质外延生长中不同层数的三维Cu(111)表面岛上表面原子扩散激活能,分析了三维表面岛的层数对表面原子交换扩散和跳跃扩散势垒的影响. 研究结果表明,二维Enrilich-Schwoebel(ES)势垒小于三维ES势垒,且三维ES势垒不随表面岛层数的增加而显著变化. 对于侧向表面为(100)的表面岛,表面原子沿〈011〉方向上的扩散行为,随表面岛层数增加而逐渐变化;在表面岛层数达到3层时,扩散路径上的势垒变化趋于稳定,表面原子扩散以下坡扩散为主. 对于侧面取向为(111)的表面岛,当表面岛层数大于3层后,开始呈现上坡扩散的可能.  相似文献
9.
濮春英  李洪婧  唐鑫  张庆瑜 《物理学报》2012,61(4):47104-047104
采用射频磁控溅射技术, 在不同温度下制备了N掺杂Cu2O薄膜.透射光谱分析发现, N掺杂导致Cu2O成为允许的带隙直接跃迁半导体, 并使Cu2O的光学禁带宽度增加.不同温度下沉积的薄膜光学禁带宽度Eg=2.52± 0.03 eV.第一性原理计算表明, N掺杂导致Cu2O的禁带宽度增加了约25%, 主要与价带顶下移和导带底上移有关, 与实验报道基本符合.N的2p电子态分布不同于O原子, 在价带顶附近具有较大的态密度是N掺杂Cu2O变成允许的带隙直接跃迁半导体的根本原因.  相似文献
10.
采用分子动力学方法,对冰晶石-氧化铝熔盐的结构及其电学性质进行了研究.通过对不同氧化铝含量熔盐的计算,证明文章采用的势函数参数,可以获得与实验相近的平均键长以及相同变化规律的密度.证实了Al-F-Al和Al-O-Al桥接络合离子的存在,由于这些络合离子的存在,阻碍了铝离子的自由运动,使得在铝离子电场作用下被带到阳极,降低了电解效率.同时离子淌度的计算显示钠离子是电场作用下导电的主要载流子.  相似文献
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