立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅳ)——GaAs,GaP中双空位态的电子结构

利用文献[1]中的基本方程组和Vogl等人的紧束缚哈密顿量,计算了以GaAs,GaP为代表的极性半导体中理想双空位的A₁,E态的波函数。计算表明,理想双空位态的波函数在靠近As空位或P空位处的三个Ga原子处具有最大几率,波函数的其余部分随着离缺陷距离的增加而缓慢非单调地递减。 关键词：     

立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅲ) 硅中双空位态的波函数

利用文献[1]中的基本方程和Vogl等人的紧束缚哈密顿量,计算了硅中理想双空位的E_g和E_u态的波函数,讨论了计算结果和ESR与ENDOR谱的比较。     

立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅲ)——硅中双空位态的波函数

利用文献[1]中的基本方程和Vogl等人的紧束缚哈密顿量,计算了硅中理想双空位的E_g和E_u态的波函数,讨论了计算结果和ESR与ENDOR谱的比较。 关键词：     

立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅱ) 能级和简单的物理模型

利用文献[1]中给出的基本方程和Vogl等人的紧束缚哈密顿量,计算了十多种立方半导体的理想双空位在禁带中引入的能级,并用了一个简单的“空位分子”模型来讨论双空位态的物理问题。     

立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅱ)——能级和简单的物理模型

利用文献[1]中给出的基本方程和Vogl等人的紧束缚哈密顿量,计算了十多种立方半导体的理想双空位在禁带中引入的能级,并用了一个简单的“空位分子”模型来讨论双空位态的物理问题。 关键词：     

立方半导体中双空位态的电子结构(Ⅰ)——基本方程组

利用Koster-Slater的格林函数方法,给出了决定立方半导体中理想双空位在禁带中引入的不同对称态的能级和波函数的完整的方程组。主体半导体的能带结构用一经验的紧束缚哈密顿量来描述,缺陷引入的微扰势则采用在位势近似。在此基本假定下,这些方程组仅涉及到主体半导体的在位(on-site)和离位(off-site)格林函数以及这些格林函数对能量E的微商。 关键词：     

Si中B-空位复合缺陷的电子结构

本文对Si中B-空位(BV)缺陷的电子结构,提出一个“五个空杂化轨道”的简化理论模型。用紧束缚的Koster-Slater格林函数方法,算得的空位最近邻原子的超精细相互作用常数,以及电子波函数在远离空位的几率分布都同电子-核子双共振实验结果相符合。理论确定的深能级位置同深能级瞬态谱的实验值相比拟。协调了现有BV°缺陷的实验资料,支持了B原子位于空位的次近邻,BV°缺陷处于B^-V⁺电荷态的结论。 关键词：     

空位缺陷对β-AgVO_3电子结构和光吸收性能的影响

基于密度泛函的第一性原理研究了Ag空位、O空位和Ag-O双空位对β-AgVO_3的电子结构及光学性质的影响.采用广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U方法,对不同缺陷体系的形成能、能带结构、电子态密度、差分电荷密度和吸收光谱进行了计算和分析.通过比较不同Ag空位和O空位的形成能,确定了β-AgVO_3中主要形成Ag3空位和O1空位,并且Ag空位较O空位更容易形成.Ag3空位和O1空位的存在都使得β-AgVO_3带隙有一定程度的减小;Ag3空位使β-AgVO_3呈现p-型半导体性质,而O1空位和Ag3-O1双空位使β-AgVO_3呈现n-型半导体性质.Ag3和O1空位对晶体在可见光范围内的光吸收影响较小.     

双空位缺陷石墨纳米带的电子结构和输运性质研究

基于第一原理电子结构和输运性质计算,研究了585双空位拓扑缺陷对锯齿（zigzag）型石墨纳米带（具有椅型（armchair）边）电子结构和输运性质的影响.研究发现,585双空位缺陷的存在使得锯齿型石墨纳米带的能隙增大,并在能隙中出现了一条局域于缺陷处的缺陷态能带,双空位缺陷的取向也影响其能带结构.另外,585双空位缺陷对能隙较小的锯齿型石墨纳米带输运性质的影响较大,而对能隙较大的锯齿型石墨纳米带影响很小,缺陷取向并不显著影响纳米带的输运性质. 关键词： 石墨纳米带 585空位缺陷 电子结构 输运性质     

Si中D_(3d)对称性态密度分布和缺陷对电子结构

本文考虑了晶体中总的电子态密度在低对称性下用点群不可约表示基函数分解的问题,并给出了Si中用D_(3d)群不可约表示基函数分解最近邻两原子总态密度的计算结果。结合在位势近似Koster-Slater格林函数方法,文中将计算结果用于Si中双空位和硫属元素杂质对(S_2~0,Se_2~0和Te_2~0)缺陷态电子结构的讨论。讨论得到的结果是:与点缺陷和缺陷对的深缺陷态对称性相匹配的部分态密度的分布是相似的;在态密度对缺陷能级的驱赶作用下,S_2~0等的A~s能级在A~s能级之上,双空位的E_g能级在E_u能级之上,这种情况与通常双原子分子成反键能级位置完全相反;所讨论的缺陷对的波函数在Bloch空间的分布情况与对应的点缺陷类似。     

第一性原理研究空位点缺陷对高压下LiF的电子结构和光学性质的影响

基于密度泛函理论框架下的平面波超软赝势方法,分别计算了102GPa压力下LiF理想晶体、含Li^-1空位和F⁺¹空位点缺陷晶体时的电子结构和光学性质.结果表明: 空位点缺陷的存在使得LiF能隙中出现了缺陷态;在可见光范围内,空位点缺陷的存在不会影响LiF的高压光吸收性(吸收系数仍为零); 在紫外光波段,Li^-1空位存在时在约99—114 nm波段内出现了弱的吸收, F⁺¹空位存在时在约99—262 nm波段内出现了明显的吸收; Li^-1,F⁺¹两种空位分别存在时对LiF的反射谱和能量损失谱产生的影响都集中在紫外光区,与对光吸收产生的影响相似. 关键词： LiF 第一性原理 空位点缺陷 光学透明性     

Si中D3d对称性态密度分布和缺陷对电子结构

本文考虑了晶体中总的电子态密度在低对称性下用点群不可约表示基函数分解的问题,并给出了Si中用D_3d群不可约表示基函数分解最近邻两原子总态密度的计算结果。结合在位势近似Koster-Slater格林函数方法,文中将计算结果用于Si中双空位和硫属元素杂质对(S₂⁰,Se₂⁰和Te₂⁰)缺陷态电子结构的讨论。讨论得到的结果是:与点缺陷和缺陷对的深缺陷态对称性相匹配的部分态密度的分布是相似的;在态密度对缺陷能级的驱赶作用下,S₂⁰等的A^s能级在A^s能级之上,双空位的E_g能级在E_u能级之上,这种情况与通常双原子分子成反键能级位置完全相反;所讨论的缺陷对的波函数在Bloch空间的分布情况与对应的点缺陷类似。 关键词：     

硅中Jahn-Teller畸变的磷-空位复合缺陷的电子结构

本文采用扩展的缺陷势,利用一个紧束缚的Koster-Slater格林函数方法,确定了磷-空位缺陷的波函数为深能级E的函数,以深能级的实验值为输入参数,得到的波函数定量地描述了EPR和ENDOR实验资料,特别是,理论给出空位的四个近邻原子上的超精细相互作用常数α和b,同实验符合得很好。 关键词：     

双空位掺杂氟化石墨烯的电子性质和磁性

基于密度泛函理论,计算了外来原子X(Al,P,Ga,As,Si)双空位替代掺杂氟化石墨烯的电子特性和磁性.通过对计算结果分析发现,与石墨烯的双空位掺杂类似,氟化石墨烯的双空位掺杂也是一种较为理想的掺杂方式.通过不同原子掺杂,氟化石墨烯的电子性质与磁性均发生很大变化:Al和Ga掺杂使氟化石墨烯由半导体变为金属,并且具有磁性;P和A8掺杂使氟化石墨烯变为自旋半导体;Si掺杂氟化石墨烯仍是半导体,只改变带隙且没有磁性.进一步讨论磁性产生机制获得了掺杂原子浓度与磁性的关系,并且发现不同掺杂情况的磁性是由不同原子的不同轨道电子引起的.双空位掺杂不仅丰富了氟化石墨烯的掺杂方式,其不同电磁特性也使此类掺杂结构在未来的电子器件中具有潜在应用.     

PbWO4晶体空位型缺陷电子结构的研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42基团的禁带宽度明显变小 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位和铅空位 态密度分布     

PbWO4晶体空位型缺陷电子结构的研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能. 结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42-基团的禁带宽度明显变小.     

PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法,按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅空位的钨酸铅晶体进行结构优化处理,计算了铅空位周围晶格的弛豫,得到铅空位周围的晶格结构,同时对计算结果进行了讨论;在得到几何优化结构的基础上,利用相对论性密度泛函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明:1)铅空位周围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2)Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右,说明Pb 6s态上的电子很难再失去,所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+.3)价带顶主要由O的2p态占居,氧的2p态最容易失去电子.4)铅空位周围的可能形成的色心是VF--VK+缔合色心.     

GaN及其Ga空位的电子结构

用团簇埋入自洽计算法对宽禁带半导体GaN的电子结构进行了自旋极化的、全电子、全势场的从头计算,得到了与实验值符合的GaN晶体禁带宽度以及价带中N2p带、N2s带和Ga3d带之间的相对位置.在此基础上Ga空位计算(无晶格畸变)显示,Ga空位周围的费米面显著高于正常GaN晶格的费米面.因此Ga空位周围N原子的处于费米面上的2p电子很易被激发成正常晶格处的传导电子 关键词： GaN 电子结构 团簇埋入自洽计算     

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.     

空位缺陷对金属基外延石墨烯态密度和电导率的影响

考虑到空位缺陷的存在和原子非简谐振动,以铜、镍基外延石墨烯为例, 研究了金属基外延石墨烯空位缺陷浓度和态密度以及电导率随温度的变化规律,探讨了空位缺陷的影响。结果表明：(1) 空位缺陷浓度随温度升高而非线性增大,外延石墨烯的空位缺陷浓度及其随温度的变化率均大于石墨烯; (2) 与石墨烯相同,金属基外延石墨烯的态密度变化曲线对电子能量为0为对称,但空位缺陷的存在使态密度在电子能量为零时的值不为零,空位缺陷对导带态密度的影响大于价带;态密度随空位缺陷浓度的增大而线性减小,但减小幅度不大,而温度对石墨烯态密度几乎无影响;（3）金属基外延石墨烯的电导率近似等于电子声子相互作用贡献的电导率,并随温度升高而非线性减小;空位缺陷的存在使电导率有所减小,但只在较高温度下才明显。原子非简谐振动情况的电导率稍大于简谐近似的电导率,温度愈高,两者电导率的差愈大,即非简谐效应愈显著。