BaSe的准粒子能带结构

运用标准的准粒子GW方法重新考察了BaSe的准粒子能带结构.为便于比较，同时计算了局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下的能带.结果表明，LDA和GGA方法都不能准确描述这个材料的带隙.与实验测量值对比，其误差分别达到39.9%和32.6%.GW准粒子能带的结果则可以对其带隙作出大幅度的修正，得到与实验测量相当符合的理论结果.与已有的计算结果不同，B1结构BaSe准粒子能带具有Γ点直接带隙特性，表明在Ba价电子组态中考虑4d电子的作用至关重要. 关键词： BaSe GW 能带结构 带隙     

形变超晶格Si/Ge的能带结构

用经验的紧束缚方法对短周期的(Si)_n/(Ge)_m形变超晶格的电子态进行了计算。结果表明,由于布里渊区折迭的要求,只有当n+m=10时超晶格才可能产生直接能隙。对周期为n+m=10的超晶格,Γ,N,△处的导带谷间的相对位置对直接能隙的形成具有决定作用,而n的大小与衬底的组分对此有极大影响。(Si)₆/(Ge)₄和(Si)₈/(Ge)₂超晶格在Si_1-xG 关键词：     

Ge64-xCx合金的能带结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论(DFT),广义梯度近似下的GGA+U方法,计算了Ge_64-xC_x(x=0～3)合金体系的能带结构和光学性质.计算结果显示,纯Ge的带隙宽度数值与实验值相符,为0.732 eV.在本文所研究的C浓度范围内Ge_64-xC_x(x=1～3)均转变成直接带隙,带隙随C原子的增加逐渐减小.光学性质的计算结果表明,C原子引入对所有的光学性质均产生影响,随着C浓度的增加Ge_64-xC_x合金的静态介电常数增大,在近红外区的吸收系数增大,且吸收光谱红移,对于Ge₆₁C₃吸收边延伸至中红外区.C原子掺杂使体系对光的利用率增强,Ge_64-xC_x合金的载流子寿命和光催化能力也随C浓度的变化而变化.Ge_64-xC_x合金有希望成为在近红外、中红外区域的光学材料.     

水波在周期性钻孔底部结构中的传播及其能带

采用平面波展开法计算了浅水表面波在底部按周期性钻孔结构下的能带,找到了完全带隙的出现.通过考虑方形孔按正方晶格排列、圆形孔按正方晶格和六角晶格排列等三种钻孔模型,发现带隙的数量、宽度、频率、位置与孔的面积、形状、方位角及其排列晶格等都有关.且这些规律与光子/声子晶体的情况相类似. 关键词： 周期性 水波 能带 带隙     

两端有慢变结构的光子晶体的能带特性研究

研究了几种两端有慢变周期结构的光子晶体的能带特性，研究发现，通过在普能光子晶体两端添加适当的慢变周期结构，可以使光子晶体的光子禁带区向短波区或向长波区扩展，也可以同时向短波和长波两个区域扩展，与普通结构的光子晶体的光子禁带宽度相比，可以获得400％以上的禁带区宽度的拓展。     

平板二维声子晶体声波能带结构研究

利用超元胞法,研究由钢板上生长有限长度的钢柱体形成的散射体嵌入环氧树脂基体中所构成的平板二维声子晶体的声波能带结构,分析散射体的几何参数如柱体的高、半径和板的厚度对声波带隙的影响。研究结果表明:(1)这种新型的声子晶体具有很宽的带隙,且带隙出现在低频范围内;(2)散射体的几何参数对带隙的宽度有很大的影响,它们是控制带隙宽度的主要因素。     

三角晶格有耗色散光子晶体的能带结构分析

为探讨有耗色散媒质光子晶体的特性,引入一种计算有耗色散光子晶体能带结构的方法,基于有限元法将能带结构的计算简化为求解关于Block波矢的二次特征值问题,可以有效地得到色散材料光子晶体的能带结构和特征模.分析了三角晶格介质光子晶体能带结构并与现有方法对比,结果表明两种方法在TM模和TE模下得到的能带结构完全相同,验证了该方法的有效性.分析了无耗及有耗色散光子晶体的能带结构,发现无耗光子晶体场强集中于色散媒质与空气的接触面,并呈现出明显的表面等离激元特性,具有对称性,而有耗光子晶体场强减小,表面等离激元变弱,对称性被破坏.相关结果可为有耗色散光子晶体以及表面等离激元的研究提供参考.     

Si基Ge异质结构发光器件的研究进展

近年来,与Si的CMOS工艺相兼容的Ge/Si异质结构发光器件取得很多重要的进展。本文概述了Si基Ge异质结构发光器件的最新成果,如Ge/Si量子点发光二极管、Si衬底上的Ge发光二极管及激光器和Ge/SiGe多量子阱发光二极管,分别描述了这些器件的特点和增强其发光特性的途径。最后展望了Si基Ge异质结构发光器件的发展趋势,指出尽管Si基Ge异质结构发光器件获得了很大的发展,但是器件的发光效率仍然很低,离实用还有一定距离,还需要在材料和器件的结构方面有更多的创新。     

六角氮化硼片能带结构的应变调控

采用第一性原理研究了应变对单层、双层和三层BN片能带结构的影响.研究表明,随着张应变的增大,BN片的带隙线性变小,且变化的斜率与层数以及多层BN片的堆垛方式无关.     

一维无序结构光子晶体的能带特性研究

通过引入结构参数a，深入研究了具有无序结构的一维二元光子晶体的能带特性。研究发现，无序结构有效拓宽了光子带隙，与均匀结构相比，拓宽率达到200％以上；无序一维光子晶体表现出从可见到红外很宽区域的高反射特性。本文还计算和分析了入射角和无序度D对光子晶体带隙的影响。     

InAs/GaSb量子阱的能带结构及光吸收

采用八能带K-P理论以及有限差分方法,研究了沿[001]方向生长的InAs/GaSb二类断带量子阱体系的能带结构、波函数分布和对[110]方向线性偏振光的吸收特性.研究发现,通过改变InAs或GaSb层的厚度,可有效调节该量子阱体系的能带结构及波函数分布.计算结果表明,当InAs/GaSb量子阱的导带底与价带顶处于共振状态时,导带基态与轻空穴基态杂化效应很小,且导带基态与第一激发态的波函数存在较大的重叠,导带基态与第一激发态之间在布里渊区中心处的跃迁概率明显大于导带底与价带顶处于非共振状态时的跃迁概率.研究结果对基于InAs/GaSb二类断带量子阱体系的中远红外波段的新型级联激光器、探测器等光电器件的设计具有重要意义.     

第一性原理研究[112]硅锗异质结纳米线的电子结构与光学性质

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似,本文利用第一性原理方法着重研究了[112]晶向硅锗异质结纳米线的电子结构与光学性质.能带结构计算表明:随着锗原子数的增加,[112]晶向硅锗纳米线的带隙逐渐减小;对Si_(36)Ge_(24)H_(32)纳米线施加单轴应变,其能量带隙随拉应变的增加而单调减小.光学性质计算则表明:随着锗原子数的增加,[112]硅锗纳米线介电函数的峰位和吸收谱的吸收边均向低能量区移动;而随着拉应变的增大,吸收系数峰值呈现出逐渐减小的趋势,且峰位不断向低能量区移动,上述结果说明锗原子数的增加与施加拉应变均导致[112]硅锗纳米线的吸收谱产生红移.本文的研究为硅锗异质结纳米线光电器件研究与设计提供一定的理论参考.     

有机/聚合物电致发光材料的能带结构及其在发光器件中的应用

测定了苯撑乙烯齐聚物、吡唑啉衍生物、钌配合物、铼配合物以及常用的有机染料与载流子传输材料等一百余种有机（包括有机小分子,配合物和聚合物）材料的能带来结构参数,探讨不同取代基对材料“能带”结构的影响。基于能带匹配的原则,同时考虑载流子迁移率匹配及各有机层间的厚度匹配,设计了不同结构的电致发光器件。研究表明,能带匹配、迁移率匹配以及厚度匹配是提高有机电致发光器件性能的重要依据。     

一维三振子周期结构带隙设计

针对一维三振子周期结构, 导出了系统无量纲色散方程. 利用奇异性理论证明,色散曲线的拓扑结构不随刚度参数和质量参数的变化而变化, 并由此给出带隙起止频率的计算公式. 以此为基础提出带隙设计方法, 并用等刚度和等质量两类例子进行了验证. 本文方法也可用于声子晶体和光子晶体的带隙设计. 关键词： 周期结构 带隙设计 奇异性理论     

聚对苯乙炔的能带结构和关联能计算

在考虑电子-电子相互作用情况下,对基态非简并聚合物聚对苯乙炔（PPV）的长程关联能进行了理论计算,并用长程关联能对带隙进行修正,最后讨论了长程关联能对带隙的影响。在对PPV链的计算中发现,长程关联能先会随着链长N的增加而减小,但当链长大于10后长程关联能会达到饱和。在链长为20个单元的PPV计算中,长程关联能的修正会降低由Hartree-Fock(HF)方法所得的能隙宽度。修正后的能隙宽度能很好的接近实验结果。     

高压下ZnSe的电子结构和光学性质

运用密度泛函理论体系下的平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法,利用第一性原理计算了不同的压强下ZnSe晶体闪锌矿结构,得到了它的平衡晶格常数、总能量、电子态密度分布、能带结构、光反射与吸收系数等性质,详细讨论了高压下ZnSe的电子结构,并且结合实验结果定性地分析了高压下的光学性质. 关键词： 闪锌矿结构 态密度 能带结构 密度泛函理论     

聚对苯乙炔的能带结构和关联能计算

在考虑电子-电子相互作用情况下,对基态非简并聚合物聚对苯乙炔(PPV)的长程关联能进行了理论计算,并用长程关联能对带隙进行修正,最后讨论了长程关联能对带隙的影响.在对PPV链的计算中发现,长程关联能先会随着链长N的增加而减小,但当链长大于10个PPV单元后,长程关联能会达到饱和.与由Hartree-Fock(HF)方法所得的能隙宽度比.长程关联能的修正会使得能隙降低,这种修正后的能隙宽度与实验结果一致.     

第一性原理计算Ga,O掺杂Ge材料的电子结构

利用第一性原理模拟计算了Ga掺杂Ge及Ga、O共掺杂Ge材料的电子结构,对态密度、能带结构进行了分析。结果表明,Ga掺杂Ge材料会使掺杂体系表现为较强的金属性;Ga、O共掺杂会使掺杂体系在低能端出现新的禁带区域。通过掺杂能够改变Ge材料的电学和光学特性。     

面内双轴应力作用下单层黑磷能带性质研究

通过第一性原理对平面内双轴应力作用下的单层黑磷能带结构进行了计算.双轴拉伸应力作用下单层黑磷始终保持直接带隙性质,双轴压缩应力作用下的单层黑磷则发生了直接带隙转变为间接带隙的现象,当双轴压缩应力增加到7%时单层黑磷带隙闭合.     

第一性原理计算Ga,O掺杂Ge材料的电子结构

利用第一性原理模拟计算了Ga掺杂Ge及Ga、O共掺杂Ge材料的电子结构,对态密度、能带结构进行了分析.结果表明,Ga掺杂Ge材料会使掺杂体系表现为较强的金属性;Ga、O共掺杂会使掺杂体系在低能端出现新的态密度为零区域.通过掺杂能够改变Ge材料的电学和光学特性.