Be和Ca掺杂纤锌矿ZnO的晶格常数与能带特性研究

利用密度泛函理论平面波的赝势方法,对Be、Ca掺杂纤锌矿ZnO的BexZn1-xO,CayZn1-xO三元合金和BexZn1-xO,CayZn1-xO四元合金的晶格常数、能带特性和形成能进行计算,结果表明：BexZn1--xO晶格常数随Be掺杂量的增大线性减小,但CayZn1-yO晶格常数随ca掺杂量的增大而增大．BexZn1-xO和CayZn1-yO能带的价带顶都由O2p态电子占据,导带底由Zn4s态电子占据,其能隙随Be或Ca掺杂量的增大而变宽．由Be和Ca共掺ZnO得到的Be0．125Ca0．125Zn0．75O四元合金,其晶格常数与ZnO相匹配,能隙比ZnO大,稳定性优于Be0．25Ca0．125Zn0.625O和Be0．5Zn0．50合金,Be0．125Ca0．125Zn0.75O／ZnO异质结构适合制作高质量ZnO基器件．     

Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究

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Cd_xZn_1-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 关键词： 密度泛函理论 电子结构 Cd掺杂ZnO     

Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究

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Cd_xZn_1-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     

Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究

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Be_xZn_1-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 关键词： 密度泛函理论 电子结构 Be掺杂ZnO     

萤石结构TiO2的电子结构和光学性质

利用第一性原理计算了立方相萤石TiO₂的晶胞参数，能带结构和电子态密度.结果显示萤石TiO₂属于间接带隙半导体材料，其间接禁带宽度(Γ→X)E_g为2.07eV，比常见的金红石和锐钛矿TiO₂的禁带宽度窄.为了更清楚地了解萤石的光学性质，利用Kramers-Kronig色散关系，分别对萤石和金红石TiO₂的复介电常数、吸收率等参数进行了计算，并将二者结果做了     

共轭低聚物中光生分子间电荷转移态的第一性原理研究

本文基于第一性原理中的Heyd-Scuseria-Ernzerh方法研究了单层In_1-xGa_xN的电子结构和光学性质.计算得到单层In_1-xGa_xN的能带结构和态密度（DOS）,发现随着掺杂比例的变化,体系带隙的变化范围是1.8~3.8 eV,表明通过Ga的掺杂可以实现体系带隙值的调节.并且还研究了单层In_1-xGa_xN的介电函数,折射率和吸收系数等光学性质,结果表明随着Ga掺杂浓度的增加,介电函数谱的主峰和吸收谱发生了显著的蓝移.此外,基于能带结构和态密度图谱,对单层In_1-xGa_xN的光学性质进行分析,预测这种材料独特的光学性质在纳米电子学和光学器件中会有广泛的应用.     

Be1-xMgxO合金的能带特性与相结构稳定性研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,对纤锌矿和岩盐矿结构Be_1-xMg_xO合金的晶格常数、能带特性和形成能进行计算,分析了不同Mg组分下不同结构的Be_1-xMg_xO合金晶格常数和能带差异.结果表明:随着Mg组分的增大,纤锌矿和岩盐矿Be_1-xMg_xO合金的晶格常数都线性增加,但它们的能隙都逐渐减小.对于相同Mg组分的Be_1-xMg_xO合金,岩盐矿结构的能隙要大于纤锌矿结构.当Mg组分为0.89时,Be_1-xMg_xO合金由纤锌矿相转变为岩盐矿相.为了使理论值与实验值相一致,对Be_1-xMg_xO合金的能隙计算值进行修正,得到纤锌矿和岩盐矿Be_1-xMg_xO合金的能隙弯曲系数b值分别为3.451 eV和4.96 eV.对纤锌矿BeO-MgO-ZnO三元合金的能隙和弯曲系数与晶格常数关系做了分析.     

异质富勒烯C19M(M=Cr,Mo,W)的结构和电子性质的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法, 在LANL2DZ基组水平上, 优化了C₁₉M(M=Cr,Mo,W)团簇的几何结构, 得出了它们的基态构型, 并研究了基态结构的物理化学性能.结果表明: 不同的M原子替换后, C₁₉M的动力学稳定性相差不大, 而热力学稳定性随着M原子序数的增加而逐渐升高; 通过对C₁₉M的前线轨道分析发现, M原子对各个轨道均有一定的贡献, M原子对各个轨道的贡献大致随着M原子序数的增加而增加, C₁₉M中金属原子M(M=Cr,Mo,W)上集中了大量的正电荷; C₁₉M的芳香性随着M原子序数的增加而减弱.     

NaBn(n=1—9)团簇的几何结构和电子性质

应用密度泛函理论(DFT)中B3LYP方法在6-311+G(d)水平上计算并分析了 NaB_n(n=1—9)团簇的几何结构及电子性质. 同时, 讨论了团簇的平均结合能、能级间隙、二阶能量差分和极化率.研究表明:NaB_n(n=1—9) 团簇基态绝大多数为平面构型. 能级间隙和二阶能量差分结果表明NaB₃与NaB₅是幻数团簇. 另外, 对平均线性极化率和极化率的各向异性不变量研究表明基态NaB_n团簇的电子结构随B原子的增加虽然趋于紧凑, 但尚未形成特定的堆积方式.     

掺Cd氧化锌的电子结构及相结构稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论结合投影缀加平面波方法的VASP软件包,在考虑所有掺杂原子构型的前提下,对Cd掺杂ZnO合金的晶格常数、禁带宽度、电子态密度和形成焓进行了计算,分析了Cd含量和掺杂原子构型对纤锌矿wz-Zn_1-xCd_xO合金的电子结构和结构稳定性的影响.计算结果表明:随着Cd含量的不断增加,纤锌矿ZnCdO合金的平均晶格常数a,c均线性增加,但c/a的比值不会发生显著的变化;纤锌矿ZnCd 关键词： 密度泛函理论 ZnCdO合金 电子结构 形成焓     

纤锌矿BexZn1-xO合金能隙弯曲系数的第一原理研究

采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法, 对纤锌矿Be_xZn_1-xO合金进行能隙特性、弯曲系数和结构参数的计算. 结果表明: Be_xZn_1-xO合金的能隙和弯曲系数都随Be掺杂组分的增大而增大. 通过修正Be_xZn_1-xO合金的能隙值得知其合金弯曲系数b为6.02 eV, 这与实验值接近. 纤锌矿Be_xZn_1-xO合金的能隙弯曲系数过大主要来源于体积形变和电荷转移的贡献. 文中还分析了Be_xZn_1-xO合金的晶格常数、 平均键长和平均次近邻原子距离与Be组分的关系.     

Be-composition effect on structure, electronic and optical properties of BexZn1-xO alloys

This paper carries out first principles calculation of the structure,electronic and optical properties of Be x Zn 1 x O alloys based on the density-functional theory for the compositions x = 0.0,0.25,0.5,0.75,1.0.The lattice constants deviations of alloys obey Vegard’s law well.The Be x Zn 1 x O alloys have the direct band gap(Γ-Γ) character,and the bowing coefficients are less than the available theoretical values.Moreover,it investigates in detail the optical properties(dielectric functions,absorption spectrum and refractive index) of these ternary mixed crystals.The obtained results agree well with the available theoretical and experimental values.     

First-principles study of structrural and corrected band properties of wurtzite Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO systems

A first-principles method based on density functional theory(DFT),a generalized gradient approximation(GGA),and a projector-augmented wave(PAW) are used to study the structual and band properties of wurtzite Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO(0 ≤x≤1) ternary alloys.By taking into account all of the possible structures,the band gaps of Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO alloys are corrected and compared with experimental data.     

第一性原理对GenB(n=12—19)团簇的最低能量结构及其电子性质的研究

利用第一性原理在广义梯度近似下，研究了Ge_nB(n=12—19)团簇的结构和电子性质. 结果表明：Ge_nB(n=12—19)团簇具有较大的能隙;这些团簇的最低能量结构包含有Ge₉或Ge₁₀结构单元；B原子嵌套在Ge_n团簇中和B原子替代Ge_n+1团簇的Ge原子是构成Ge_{n 关键词： n}B团簇')" href="#">Ge_nB团簇 最低能量结构 电子性质     

Electronic structures and energy band properties of Be- and S-doped wurtzite ZnO

The energy band properties, density of states, and band alignment of the BexZn1-xO1-ySy alloy （Be- and S-doped wurtzite ZnO） are investigated by the first-principles method. BexZn1-xO1-ySy alloy is a direct band gap semiconductor, the valence band maximum （VBM） and the conduction band minimum （CBM） of BexZn1-xO1-ySy are dominated by S 3p and Zn 4s states, respectively. The band gap and lattice constant of BexZn1-xO1-ySy alloy can be modulated by changing the doped content values x and y. With the increase in Be content value x in the BexZnl-xOl-ySy alloy, the band gap increases and the lattice constant reduces, but the situation is just the opposite when increasing the S content value y in the BexZn1-xO1-ySy alloy. Because the lattice constant of Be0.375Zn0.625O0.75S0.25 alloy is well matched with that of ZnO and its energy gap is large compared with that of ZnO, so the Be0.375Zn0.625O0.75S0.25 alloy is suitable for serving as the blocking material for a high-quality ZnO-based device.     

Al和N共掺p型Zn1-xMgxO电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Zn_1-xMg_xO超晶胞和掺杂Al,N后的Zn_1-xMg_xO超晶胞分别进行了优化计算.结合广义梯度近似计算了Al和N共掺杂后Zn_1-xMg_xO的能带结构、电子态密度和Mulliken电荷布居分布.计算表明：掺入N原子的2p态电子为Zn_1-xMg_xO价带顶提供空穴载流子,使Zn_1-xMg_xO价带顶向高能方向移动;掺入Al原子的3p态电子则与N原子的2p态电子在费米能级附近发生轨道杂化,使费米能级处价带能级展宽,Al和N共掺杂可获得p型Zn_1-xMg_xO. 关键词： 密度泛函理论 1-xMg_xO')" href="#">Zn_1-xMg_xO 电子结构 共掺杂     

BaZrO3和CaZrO3能带和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论基础上的CASTEP软件包,计算了BaZrO3和CaZrO3的能带以及光学性质.计算得到BaZrO3直接带隙和间接带隙分别为3.49 eV和3.23eV,CaZrO3直接带隙和间接带隙分别为3.73 eV和3.38 eV.对这两种材料的介电函数、吸收系数、反射系数、折射系数、湮灭系数和能量损失系数等光学系数进行了计算,并基于电子能带对光学性质进行了解释.得出,光学特性的异同是由于其内部微观结构上的异同所引起的.     

BenLa (n=1—18) 团簇的结构、电子性质和磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在多种初始构型下充分考虑自旋多重度,研究了Be_nLa团簇的平衡几何结构、电子性质和磁性.结果表明：Be_nLa团簇的基态附近有许多能量非常接近的同分异构体,说明该团簇结构较复杂,对其基态的寻找极具挑战性.Be_nLa团簇具有磁性且稳定性远高于Be_n+1团簇,由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定性的磁性团簇.Be_{1 关键词： n}La团簇')" href="#">Be_nLa团簇 平衡几何结构 电子性质和磁性