ZnS电子结构及电性能应力效应的研究

基于广义梯度近似平面电子波函数密度泛函理论计算的方法研究了无压力下和在1GPa外压应力下闪锌矿结构ZnS的能带结构、电子状态密度、结合状况和介电性能。结果表明在外加1GPa压力时闪锌矿结构ZnS晶格常数由2.7605Å减小到2.7049Å,对称性不变。在外压1GPa应力下ZnS仍呈直接带隙的能带结构,带隙宽度较未加压力时减小到1.698eV。在外加1GPa压应力下ZnS费米能附近的载流子浓度大大增加,更容易发生跃迁而产生电迁移和光电现象。外加1GPa压力时Zn-S键长由2.3905Å减小到2.3405Å,Zn-S成键数量由1.820个增加到1.860个。ZnS硫化物在紫外和可见光波段主要存在四个介电吸收峰,外加1GPa压应力下位于170nm和210nm附近的直接跃迁介电吸收峰强度降低。     

ZnS(111)表面电子结构研究

利用Ｍｕｆｉｎ-Ｔｉｎ轨道线性组合（ＬＭＴＯ）法，采用ｓｌａｂ模型计算了半导体ＺｎＳ（１１１）表面的电子结构，给出了总体、局域及分波态密度，分析了两种ｓｌａｂ模型的表面稳定性和表面态．理论态密度曲线与ＺｎＳ（１１１）表面同步辐射光电子能谱相符合     

过渡金属TM(V,Cr,Mn)掺杂ZnS的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,对过渡金属V、Cr、Mn 掺杂ZnS的超晶胞体系进行了几何结构优化,计算了晶格常数、电子结构与磁学性质。研究结果表明：掺入V,Cr后,ZnS表现出明显的半金属性,而掺入Mn后,半金属性不明显;掺入过渡金属TM(V,Cr,Mn)后系统产生的磁矩主要有杂质的3d态电子贡献,且磁矩的大小与过渡金属的电子排布有关。     

过渡金属TM(V,Cr,Mn)掺杂ZnS的电子结构和磁性

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,对过渡金属V、Cr、Mn掺杂ZnS的超晶胞体系进行了几何结构优化,计算了晶格常数、电子结构与磁学性质.研究结果表明:掺入V,Cr后,ZnS表现出明显的半金属性,而掺入Mn后,半金属性不明显;掺入过渡金属TM(V,Cr,Mn)后系统产生的磁矩主要有杂质的3d态电子贡献,且磁矩的大小与过渡金属的电子排布有关.     

ZnS(111)表面掺杂Mn的电子结构和磁性的第一性原理研究

应用基于密度泛函理论的第一性原理,研究Mn原子掺杂在ZnS(111)表面的电子结构和磁性.对于单原子的掺杂组态,替位表面第一层的Zn原子时体系形成能最低,说明该层是最稳定的掺杂位置.体系总磁矩取决于Mn原子的局域环境.而对于双掺杂组态,当Mn与Mn之间呈短程铁磁耦合作用时体系最稳定.这可由Mn原子和近邻S原子的p-d杂化作用解释.此时,体系的居里温度估算值为469 K,明显高于室温,具有理论指导意义.Mn原子和受主半导体之间的相互作用是自旋极化产生的主要原因.计算结果表明,该掺杂材料可以很好的用来制作稀磁半导体,具有良好的应用前景.     

ZnS结构相变、电子结构和光学性质的研究

运用第一性原理平面波赝势和广义梯度近似方法, 对闪锌矿结构(ZB)和氯化钠结构(RS) ZnS的状态方程及其在高压下的相变进行计算研究, 分析相变点附近的电子态密度、能带结构和光学性质的变化机理. 结果表明: 通过状态方程得到ZB相到RS相的相变压强值为18.1 GPa, 而利用焓相等原理得到的相变压强值为18.0 GPa; 在结构相变过程中, sp³轨道杂化现象并未消失, RS相ZnS的金属性明显增强; 与ZB相ZnS相比, RS相ZnS的介电常数主峰明显增强, 并向低能方向出现了明显偏移, 使得介电峰向低能方向拓展, 在低能区电子跃迁大大增强. 关键词： 硫化锌 相变 电子结构 光学性质     

ZnS中Te等电子中心的时间分辨光谱研究

用时间分辨光谱研究了很大的Te组分范围内的ZnS_1-xTe_x（x=00 05—085）合金的发光动力学特性，结果表明：不同形态的Te等电子中心具有不同的辐射复 合寿命，从几个ns到几十个ns的范围内变化，当x＝015左右时，寿命达到最大值（约 40ns）.其物理机理源于不同的Te等电子中心具有不同的局域化特性.当Te组分较小时，等 电子中心从Te₁逐渐演变到Te₂，Te₃或Te₄ 时，相应发光寿命增加，表现出不断增强 的激子发光局域化特性；而当Te组分较大时，Te原子团变得较大，其局域势与基体原子势的 相互作用增强，等电子中心的局域化特性减弱，而基体价带扩展态特征变得明显起来，相应 发光寿命逐渐减小.还研究了激子束缚能随Te组分的变化以及发光强度随温度的变化关系， 所得结果进一步支持了时间分辨光谱研究所得到的结论. 关键词： ZnS 等电子中心 时间分辨光谱 局域态     

钛金属应力腐蚀机理电子理论研究

为从理论上揭示钛金属应力腐蚀行为的本质，建立了α钛晶粒及位错塞积形成的微裂纹原子 集团模型，利用递归法(recursion)计算了裂纹及晶粒内的电子结构参量(费米能级、结构能 、表面能、团簇能、环境敏感镶嵌能). 计算结果表明：氢在裂纹处的环境敏感镶嵌能较低 ，易于偏聚在裂纹处，且氢在钛金属裂纹处团簇能为正值不能形成团簇，具有有序化倾向， 趋于形成氢化物. 氢在裂纹处偏聚降低裂纹的表面能，使裂纹容易扩展. 裂纹尖端处费米能 级高于裂纹其他区域，使电子从裂纹尖端流向裂纹其他区域造成电位差，在电解质作用下裂 关键词： 递归法 电子结构 钛 应力腐蚀     

ZnS:Ag的ESR及结构相变研究

ESR实验表明Ag在ZnS微晶中是以Ag⁺离子的形式存在,没有测到Ag²⁺离子的信号.以Mn²⁺为探针的ESR和X射线衍射分析研究发现,在ZnS微晶由立方点阵(β相)变为六角点阵(α相)的结构相变中,Ag⁺离子对相变的影响与掺杂浓度和煅烧温度有关,当掺Ag量为5×10^-4g/g时相变在1100~1200℃出现逆转现象.由Mn²⁺的ESR谱得出α相的朗德因子g为2.006,越精细常数a为6.76mT,β相的g为2.002,a为6.81mT.     

缓慢沉淀法制备ZnS纳米结构

使用两个直径不同的试管按照不同的方向套在一起的方法实现了ZnS 的缓慢沉淀,在两个试管中扩散过来的反应离子的补充下制备核壳结构的ZnS 纳米晶. 利用透射电子显微镜（TEM）,选区电子衍射分析（SAED）对样品的形貌和结构进行分析. 改变反应溶液的浓度和浓度比观察所得到样品形貌的改变,并从Zn2+和S2-两种离子与生成ZnS 单体之间所建立的平衡的角度,应用Ostwald 熟化效应等对样品形貌产生的原因进行了分析.     

Ga掺杂ZnS的电子结构和光学性质简

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.     

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．     

不同3d过渡金属掺杂对ZnS电子结构和光学性质的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对掺杂不同3d过渡金属元素的闪锌矿型ZnS系统进行了研究。结果表明,掺杂元素的主要贡献在费米面附近,掺杂后系统的价带底、导带均向低能方向移动,带隙变小。Fe、Mn、Cr、V的掺杂为n型掺杂,Cu、Ni、Co的掺杂为p型掺杂。掺杂后系统的光学吸收边都有明显的红移,在绿光区有较强的吸收。此外,V和Cr掺杂系统在远紫外区也有较强的吸收,结果与实验符合。     

ZnS掺Ag与Zn空位缺陷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闪锌矿结构本体、掺入p型杂质Ag和Zn空位超晶胞进行结构优化处理. 计算了三种体系下ZnS材料的电子结构和光学性质,并从理论上给出了p型ZnS难以形成的原因. 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:在Ag掺杂与Zn空位ZnS体系中,由于缺陷能级的引入,禁带宽度有所减小,在可见光区电子跃迁明显增强. 关键词： 硫化锌 缺陷 电子结构 光学性质     

氧化锌/硫化锌异质纳米线结构和电子性质比较研究

用第一性原理方法系统研究氧化锌/硫化锌超晶格纳米线和核壳结构纳米线的结构和电子性质.结构优化后,氧化锌/硫化锌异质结构纳米线和纯氧化锌或硫化锌纳米线结构相似.对于两种异质结构纳米线,能带结构显示他们都是直接带隙半导体.对于氧化锌/硫化锌超晶格纳米线,随着径向厚度的增加,能带变的越来越水平.对于核壳结构纳米线,分波态密度显示它们都是Ⅱ型异质结构.研究有助于理解这类异质结构纳米线以及它们在电子发动机及光伏设备方面的应用.     

ZnS／PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积（PLD）的方法在多孔硅衬底上沉积了ZnS薄膜,并在室温下研究了ZnS／PS异质结的结构、光学和电学性质。X射线衍射仪（XRD）测量结果表明．制备的ZnS薄膜在28．5°附近有一较强的衍射峰,对应于β-ZnS（111）晶向,说明薄膜沿该方向高度择优取向生长。ZnS／PS复合体系的光致发光谱表明,ZnS的发光与PS的发光叠加在一起,在可见光区形成一个450-700nm较宽的光致发光谱带。呈现较强的白光发射。对ZnS／PS异质结I-V,特性曲线的测量结果表明,异质结呈现出与普通二极管相似的整流特性。在正向偏置下,电流密度较大．电压降较低;在反向偏置下,电流密度接近于零。异质结的理想因子的值为77。     

ZnS纳米微粒的形貌结构对其光学特性的影响

报道在聚乙烯醇（PVA）膜上采用离子络合法镶嵌的ZnS纳米微粒的形貌结构与光学特性。透射电子显微镜结果表明，在聚乙烯醇膜中的ZnS纳米微粒分布比较均匀，粒径可控制在2－7nm的范围内；电子衍射分析表明，ZnS纳米微粒具有类似于β－ZnS体材料的晶体结构。室温下的光发射峰的位置在414～440nm范围内。着重分析了ZnS纳米形貌结构与其发射波长和强度之间的关系，并探讨了其不同的发射机理。