GaAs,GaP和GaAsxP1-x合金能带的计算

使用分区变分法计算了GaAs,GaP和GaAs_xP_1-x合金的能带。鉴于原胞内包含不同的原子,依据实际原子的大小,对不同原子球选用了不同的半径。晶体势用相应原子势的迭加势来计算。考虑到组成晶体时原子势场由于电子成键而产生畸变,因而在球外成键区选用了一些调整参数来调整势场,然后再用解析表式来逼近这种调整原子势。适当地选择调整参数使算得的能带同已知的实验值接近。对GaAs和GaP已算得了同实验结果符合的能带结构。使用所得的调整原子势进一步计算了GaAs_xP_1-x合金的能带。 关键词：     

用赝势微扰法计算某些半导体的能带结构(用于GaAs,GaP和Ga[As_(1-x)P_x]合金)

用赝势微扰法计算了GaAs,GaP和Ga[As_(1-x)P_x]合金的能带。赝势选择的原则是使计算所得直接能隙和间接能隙与实验值相符合。计算结果表明,不但能带次序准确,而且与室温下的实验值符合得很好。基于由GaAs到GaP晶格常数和赝势是线性变化的假设,计算了GaP含量为20％,50％和80％时Ga[As_(1-x)P_x]合金的能带。当GaP含量为41％时,直接能隙和间接能隙相等,这一数值刚好是Spitzer和Fenner的实验值的平均值。此时,由于很好满足光激射器p-n结所要求的条件,因此可望在光激射器中得到应用,它们的能带也就有一定的参考价值。     

用赝势微扰法计算某些半导体的能带结构(用于GaAs,GaP和Ga[As1-xPx]合金)

用赝势微扰法计算了GaAs,GaP和Ga[As_1-xP_x]合金的能带。赝势选择的原则是使计算所得直接能隙和间接能隙与实验值相符合。计算结果表明,不但能带次序准确,而且与室温下的实验值符合得很好。基于由GaAs到GaP晶格常数和赝势是线性变化的假设,计算了GaP含量为20％,50％和80％时Ga[As_1-xP_x]合金的能带。当GaP含量为41％时,直接能隙和间接能隙相等,这一数值刚好是Spitzer和Fenner的实验值的平均值。此时,由于很好满足光激射器p-n结所要求的条件,因此可望在光激射器中得到应用,它们的能带也就有一定的参考价值。     

经验调整分区变分能带计算方法和合金能带的计算

本文提出了一种经验调整分区变分能带计算方法。它通过球外势的调整来使算得的能带更接近于实验结果。应用这一方法计算了锗和硅的能带。所得结果和实验值吻合得很好。针对在不同势场区域内用不同方法计算的特点,我们又提出了计算合金固溶体能带的新模型。运用同样的调整参数来计算锗硅合金的能带,获得了比OPW法更好的结果,从而说明这是一种有效的能带计算方法,可望在其它领域中获得更多的应用。 关键词：     

分子束外延

1.前言 “分子束外延”是最近才出现的一种新技术。是由贝尔实验室发明的一种在高真空中外延生长半导体晶体的新方法(主要是Ⅲ一Ⅴ族的GaAs,GaP)。最初见于J.R.Arthur等人1969年发表的“用分子束淀积法外延生长GaAs,GaP,GaAs_xP_(1-x)薄膜的论文。它是在高真空中,使组成化合物的两至三种元素的“分子束”喷射到衬底晶体上,生长出该化合物半导体单晶薄膜。 分子束外延法与气相、液相外延方法不同,它是在高真空中即最纯条件下生长晶体。因而是研究晶体生长机理,确定晶体生     

生长在GexSi1-x合金衬底(001)面上的应变GaAs层的电子能带结构

采用紧束缚方法计算了GaAs/Ge_xSi_(1-x)(001)的电子能带结构.按GaAs的畸变势常数实验值决定紧束缚参数随键长变化的标度定律指数.计算时同时考虑由应变引起的键长和键角变化对电子能带结构的影响.计算结果表明:当衬底合金组分x<0.3时,应变GaAs层将由直接能隙结构转变成间接能隙结构.除L点导带能谷外,其它各导带底能谷的电子电导率有效质量均基本保持不变.为了使应变GaAs层仍保持较好的电学特性,衬底合金组分x最好大于或等于0.5. 关键词：     

半导体深能级波函数在Bloch空间的分布特征

在Koster-Slater格林函数以及中心原胞缺陷势近似的基础上第一次给出并讨论了Si,GaAs,GaP深能级波函数在Bloch空间的分布特征。并指出,对于一定能带数目的近似晶体模型,计算深能级波函数的收敛性比计算深能级能量的收敛性要快。 关键词：     

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba_(1-x)K_x)BiO_3的Hopfield常数与T_c随组分x的变化

用局域密度泛函线性丸盒轨道原子球近似(LDF-LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_(1-x)Kx)BiO_3特定组分x的电子结构,其中x=0.0,0.5,1.0三种组分由扩大1倍的元胞计算;x=0.25和0.75两种组分由扩大4倍的元胞计算,所得能带参数总态密度TDOS(E_F)、分波态密度PDOS(E_F)以及自洽晶体势V~ι(r),结合由实验测定的≈210K,按McMillan强耦合公式以及Gaspari-Gyorffy近似,分别计算各原子的Hopfield常数η_t,电声子耦合常数λ以及超导转变温度Tc随组分x的变化。计算结果λ≈1而Tc最大约10K,且随x变化缓慢。与实验结果对比似乎暗示,在(Ba_(1-x)K_x)BiO_3中除电声子机制外,随组分变化的复杂结构相变亦将起重要的作用。     

(GaAs)_1(AlAs)_1(001)超晶格与闪锌矿结构Ga_(0.5)Al_(0.5)As合金虚晶能带的对应性

基于线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)数值计算,比较(GaAs)_1(AlAs)_1(001)超晶格与闪锌矿结构Ga_(0.5)Al_(0.5)As合金虚晶能带本征态,发现它们可以用Ⅲ价和Ⅴ价原子平面的分波态进行统一描述,用这种方法详细分析超晶格与闪锌矿结构合金在布里渊区Γ,M(X)和R(L)诸点主要能带本征态之间的对应关系,讨论了超晶格布里渊区能带折叠对本征态的影响。     

二元化合物内聚能的线性化缀加平面波能带方法的计算研究

采用线性化缀加平面波能带方法,研究了典型二元化合物NiAl,SiC,GaAs,MgS和NaCl的晶体总能和内聚能,着重考查了二元素Muffin-tin半径的选取对各晶体总能和内聚能的影响。计算结果表明,对NiAl合金,Muffin-tin半径的变动几乎不改变其晶体总能;组元原子的共价键半径可以作为共价键晶体如SiC和GaAs的Muffin-tin半径;但是,元素的离子半径不适合于作为具有较强离子键合的离子性晶体如MgS和NaCl的Muffin-tin半径,因为这时阳离子有较多的芯电子溢出Muffin-tin球。通过选取适当的Muffin-tin半径,对如上化合物计算得到的内聚能与实验结果符合。     

半Heusler型Na_(1-x)Cs_xAlGe(0≤x≤1)合金能带反转结构的研究

采用第一性原理的计算方法,研究了全部由轻元素构成的半Heusler型NaAlGe合金中,掺杂元素对合金拓扑能带结构的影响.发现利用同族的Cs元素掺杂替换Na元素,能够诱导Na1-x Csx AlGe合金的能带结构由原本正常带序(0 x0.125)转换为反转带序(0.125 x 1).基于对这一现象的深入讨论,我们提出在几乎没有自旋-轨道耦合作用的材料中,掺杂元素(Cs)是通过其离子半径的不同,进而影响晶格参数变化导致另外两种近邻原子间杂化作用发生变化,来诱导拓扑反带结构形成的.     

(GaAs)1(AlAs)1(001)超晶格与闪锌矿结构Ga0.5Al0.5As合金虚晶能带的对应性

基于线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)数值计算,比较(GaAs)₁(AlAs)₁(001)超晶格与闪锌矿结构Ga_0.5Al_0.5As合金虚晶能带本征态,发现它们可以用Ⅲ价和Ⅴ价原子平面的分波态进行统一描述,用这种方法详细分析超晶格与闪锌矿结构合金在布里渊区Γ,M(X)和R(L)诸点主要能带本征态之间的对应关系,讨论了超晶格布里渊区能带折叠对本征态的影响。 关键词：     

B1结构MgO晶体能带与静态性质的LMTO-ASA研究

本文探讨LMTO-ASA能带从头计算方法在B1结构晶体研究中的应用。着重研究了该结构MgO晶体的晶格常数、体模量和结合能等有关静态性质以及能带结构计算中添加空原子球的重要作用,采用了一种计算量很小而准确度却与计算量很大的从头计算赝势法相当的LMTO研究方法。该方法对B1结构MgO晶体的晶格常数a₀、体模量B₀和结合能E_c的计算结果分别为:4.21?,1.58Mbar和5.73eV/atom,与已有实验结果和其它更为复杂的从头计算方法的计算结 关键词：     

自洽LMTO方法计算半导体αSn、CdTe的电子结构

本文将自洽LMTO能带方法应用到半导体开结构情况,如αSn(金刚石结构)、CdTe(闪锌矿结构)。我们采用了空球模型,每个球有一个球对称势,并使用优选法确定出原子球及空球半径的尺寸,计算了它们的能带结构,给出的数据与实验结果能较好地符合。它预示出局域密度泛函能带方法应用到开结构材料的前景。     

N在GaP及P在GaN中的溶解极限的计算

本文根据化学反应的吉布斯自由能及VanVechten等人的介电理论计算了N在GaP中的溶解度及P在GaN中的溶解度.计算结果表明,N在GaP中有一个相当好的溶解度,在这个溶解度下,GaP1-xNx合金的能带可以发生有意义的变化,我们的计算结果可以很好地说明最近一些作者所作的有关实验报道.     

四面体键半导体合金LMTO能带的相干势近似计算

本文提出一种无须引入可调参数的基于LMTO能带的相干势近似(CPA)计算方法。在LMTO及其虚晶近似计算中,哈密顿矩阵的矩阵元计及原子球的d态,哈密顿矩阵对角化时忽略d带对s,p能带的影响,所得能带本征态便于构成适用于CPA计算的sp杂化正交轨道且能带结构较为合理。以Ga_1-xAl_xAs为例,论证这一方法在四面体键半导体合金中的应用。计算结果表明,其重要能带及相应带隙的弯曲参数的CPA修正值是合理的。 关键词：     

Ge掺杂对InI导电性能影响的第一性原理研究

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,在相同环境条件下对不同浓度Ge掺杂的In I导电性能进行了研究.建立了由不同浓度的Ge原子替代In原子的In1-x Ge x I(x=0,0.125,0.25)模型.对低温下高掺杂Ge原子的In1-x Ge x I半导体的优化参数、总态密度、能带结构进行了计算.结果表明:Ge的掺入使In1-x Ge x I材料的体积减小,总能量升高,稳定性降低;Ge原子浓度越大,进入导带的相对电子数量越多,In1-x Ge x I电子迁移率减小,电阻率增大,同时最小光学带隙也增大,有利于改善体系的核探测性能.     

用线性丸盒轨道原子球近似超元胞法计算(Ba_(1-x)K_x)BiO_3立方超导相(x=0.25,0.5,0.75)的电子结构

用线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)超元胞法计算(Ba_(1-x)Kx)BiO_3立方超导相x=0.25与x=0.5的电子结构,作为对照同时计算立方结构x=0.75的电子结构。计算结果表明,用超元胞法可以得到比“刚带近似”较精确的电子结构参数。给出Fermi面上的能带参数随组分的变化趋势。讨论了不等价的氧原子与周围金属原子价轨道的杂化特征。     

GaAs和AlAs光学声子形变势的第一性原理研究

本文以冻结声子近似模型,采用空球随原子球位移的冻结势近似的LMTO-ASA计算方案,研究了GaAs和AlAs布里渊区Λ轴的光学声子形变势的计算,得到Γ点和Λ轴光学声子形变势d₀,d₃₀,d₁₀(val)和d₁₀(comd)的第一性原理的计算结果。研究中着重从GaAs和AlAs的Λ轴光学声子形变势随k点的变化趋势,从光学声子形变势在Γ点附近满足的关系,以及从不同计算方法对d₀的计算结果与实验结果的比 关键词：     

LMTO能带计算中空原子球和原子空d态的作用

本文研究LMTO能带计算中空原子球和空d态(未填充价电子的d态)的特征和作用。提出一种只在矩阵元计算中计入空d态和空原子球的p、d态的计算方案,在GaAs能带的实际计算中表明,该计算方法把通常求解的36×36阶久期方程减小为10×10阶,仍然得出合理的能带结构,然而,计算效率显著地提高。