Zn,Cd对CaTiO3：Pr3+的发光性质的影响

采用高温固相反应合成CaTiO₃:Pr³⁺、Zn₂TiO₄、Ca_0.7Zn_0.3-xCd_xTiO₃:Pr³⁺(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.1)红色系列粉末状发光材料。经X射线衍射检测其结构,CaTiO₃结构为正交晶系,其结果与JCPDS标准卡(42-423)相符。Zn₂TiO₄结构属立方晶系,结果与JCPDS标准卡(25-1164)一致。Ca_0.7Zn_0.3-xCd_xTiO₃:Pr³⁺(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.1)由两种物相组成,一种为CaTiO₃,另一种为Zn₂TiO₄。检测了材料的激发光谱和发射光谱。发现,在CaTiO₃:Pr³⁺中加入适量Zn可形成Zn₂TiO₄相,使材料的激发光谱在324nm附近的吸收增强。少量Cd可进入Zn₂TiO₄晶格,增强激发光谱在324nm附近的吸收,同时提高发射光谱的强度;但过量的Cd的加入会导致发射光谱强度下降。     

Hg1-xCdxTe的低频吸收带

本文对Hg_1-xCd_xTe的低频吸收带,提出另一种解释。把Hg_1-xCd_xTe作为具有0—25％Cd(或Hg)替位杂质的HgTe(或CdTe)晶体,用格林函数计算含有一个Cd(或Hg)的HgTe(或CdTe)双原子链振动谱,进而讨论Hg_1-xCd_xTe混晶振动模的特性,结果表明Hg_1-xCd_xTe在k→0存在频率不趋于零的声学声子,它们有条件吸收远红外波段的光子,形成低频吸收带。它能说明已报道的实验上观察到的低频吸收带的主要特征,并表明对光学声子存在双模行为的其它混晶,在远红外吸收谱中很可能存在类似的低频吸收带。 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.     

n-Hg1-xCdxTe的Shubnikov-de Haas振荡

在T=2.3—24K的温度范围里,研究了不同组分的n-Hg_1-xCd_xTe样品的SdH效应。测量了纵向和横向的磁阻振荡峰,能清晰地分辨n>3的自旋分裂峰。由此计算了n-Hg_1-xCd_xTe的能带参数,讨论了导带的非抛物线性和费密能级随磁场的变化对实验结果的影响。 关键词：     

应变层异质结ZnS/ZnSe、ZnS/ZnSxSe1-x和ZnSe/ZnSxSe1-x价带带阶的研究

采用基于原子球近似下线性Mufin-Tin轨道(LMTO-ASA)的平均键能计算方法,研究了以ZnS_xSe_1-x为衬底,沿(001)方向外延生长的应变层异质结ZnS/ZnSe、ZnS/ZnS_xSe_1-x和ZnSe/ZnS_xSe_1-x的价带带阶值ΔE_v(x).研究表明,ΔE_v(x)值随衬底合金组分x单调变化。且两者的关系是非线性的。在此计算结果与其它理论计算和实验结果符合较好。     

Zn1-xMnxSe的低温磁化率和自旋玻璃现象

用超导量子干涉器(SQUID)磁强计对稀释磁性半导体Zn_1-xMn_xSe(0.1≤x≤0.50)的低温低场直流磁化率作了测量,测量温度从4.2K到30K,测量磁场为15Oe。当x≥0.30时,从磁化率-温度曲线的浑圆峰值,观察到了自旋玻璃的转变。自旋玻璃的转变温度T_f,对x=0.30,0.40,0.50,分别为10.5K,16K,19.5K。给出了顺磁相和自旋玻璃相的相图。比较了Zn_1-xMn_xSe和Cd_1-xMn_xSe的自旋玻璃转变温度,发现对同样的Mn离子浓度,Zn_1-xMn_xSe的T_f高于Cd_1-xMn_xSe的T_f,用交换作用的理论作了讨论。 关键词：     

Hg1-xCdxTe n+-p光电二极管中的深能级及其电流机构的流体静压力研究

在流体静压力(0—2GPa)下,对Hg_1-xCd_xTe n⁺-p光电二极管(x=0.5)室温电学特性进行了实验和理论研究。通过考虑深能级压力效应及其对深能级辅助隧道电流的影响,较好地解释了实验上观察到的p-n结伏安特性在小偏压范围下呈现的“反常”压力关系。由对实验数据的理论拟合得到两个深能级:D₁(=E_v+0.75E_g)和D₂(=E_v关键词：     

MgxZn1-xO结构性质

采用第一性原理计算模拟了不同组分的Mg_xZn_1-xO半导体混晶的晶格常数、总能、结构,以及禁带宽度的变化。计算结果显示,随着Mg组分的增加,晶格常数逐渐减小,晶体逐渐偏离纤锌矿结构。对各种不同的Mg原子排列情况进行比较认为,Mg_xZn_1-xO的结构随组分x的增大,发生从纤锌矿到岩盐矿的结构相变的可能性高于发生相分离。另一方面,禁带宽度随组分增大主要由价带顶的移动所致。进一步分析Mg原子各种电子态对价带的影响表明,Mg对价带顶附近能带的贡献依次来自p、d、s态电子。随着组分x的增加,p态电子在价带顶附近的密度明显提高,说明sp轨道杂化不但对晶体的几何结构产生影响,而且对其电子结构也起重要作用。     

Hg1－xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数与组分关系的研究

高分辨率x射线衍射技术被应用于Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格 参数的测量及其晶格应变状态的研究，研究发现Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜 内既存在正应变也存在剪切应变. 通过应用晶体弹性理论，对Hg_1-xCd_x Te分子束外延薄膜的应变状态进行了定量的分析与计算，获得了Hg_1-xCd _xTe 分子束外延薄膜在完全弛豫状态下的晶格参数，从而得到了Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数与组分的关系，该关系符合Vegard’s定律，而不是早期研究所给出的Hig gins公式. 研究还发现，根据对称衍射测量所得到的(224)晶面间距，可直接计算出Hg _1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数，并用Vegard’s定律确定组分的方 法，可作为估算Hg_1-xCd_xTe分子束外延材料组分的常规技术，其 组分的测量误差在0.01左右. 关键词： 1-xCd_xTe薄膜')" href="#">Hg_1-xCd_xTe薄膜 晶格参数 组分 应变     

Zn1-xCdxSe-ZnSe多量子阱的光学双稳态

用常压MOCVD法在GaAs衬底上生长了Zn_1-xCd_xSe-ZnSe多层结构.通过X-射线衍射谱和光致发光等方法判断,表明该材料为多量子阱结构.从室温下的透射光谱上可以观察到这种多量子阱中的n=1的激子吸收峰,并观测到起因子激子的ns量级的光学双稳态.     

5,6,11,12-四苯基四苯并掺杂8-羟基喹啉铝薄膜的荧光谱及发光机理

用高荧光染料的5，6，11，12－四苯基四苯并对8－羟基喹啉铝进行掺杂，测量其光致发光和电致发光谱。结果表明：在低掺杂时，主发光体是Alq，掺入的Rubrene作为客发光体只是在Alq带隙中引入了分立能级；随着掺入的Rubrene浓度增加，Rubrene成了主发光体，Alq变成了客发光体，出现了发光体的互换现象。由于Rubrene的吸收光谱与Alq的发射谱重叠较大，在光致发光中存在从Alq向Rubrene的能量传递和电荷转移过程，而电致发光则是由于Rubrene导带中电子浓度远大于注入到Alq导带中电子浓度，造成Rubrene导带电子与价带空穴复合的几率比Alq中的复合几率大得多，其EL主要是Rubrene的发光。     

Cu-Fe共掺杂ZnO电子结构与光学性质的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征ZnO,Cu、Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO的电子结构和光学性质.计算结果显示:Cu掺杂属于p型掺杂,Fe掺杂属于n型掺杂,单掺杂时Cu-3d态电子和Fe-3d态电子均在禁带形成杂质能级,从而提高ZnO的载流子浓度,改善ZnO的导电性能,而Cu-Fe共掺杂时ZnO半导体进入简并态,呈现金属特性.掺杂后的ZnO介电函数虚部变化主要集中在低能量区域,光谱吸收系数及反射率曲线发生红移,其中本征ZnO对太阳光谱有较好的透射性,Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO对可见光谱有相似的吸收效果,而Fe单掺杂ZnO对近紫外区域的光谱透射率更小,适用于制备防紫外线薄膜.     

不同浓度Ag掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,研究了不同浓度Ag掺杂ZnO体系的电子结构和光学性质。计算结果表明,不同浓度Ag原子代替Zn原子后会导致电子结构和光学性质有显著的改变,能带随掺杂浓度的增大带隙渐渐变窄,光吸收、反射等也随银掺杂浓度的增大先是向高能端偏移再向低能端移动。这暗示Ag掺杂ZnO对其电子结构及光学性质有很大的影响,为进一步研究掺杂对ZnO性质的影响提供理论基础。     

3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO₂及掺杂3d过渡金属TiO₂的几何、电子结构及光学性质. 计算结果表明掺杂能级的形成主要是掺杂过渡金属3d轨道的贡献，掺杂能级在禁带中的位置是决定TiO₂吸收带边能否出现红移的重要因素. Cr，Mn，Fe，Ni，Co，Cu掺杂使TiO₂的吸收带边产生红移，并在可见光区有一定的吸收系数； Sc，Zn掺杂使TiO₂的吸收带边产生蓝移，但在可见光区有较大的吸收系数；掺V不但使TiO₂的吸收带边产生红移，增强了在紫外光区的光吸收，而且在可见光区有非常大的吸收系数.     

(Zn,Al)O电子结构第一性原理计算及电导率的分析

采用第一性原理平面波赝势方法和广义梯度近似计算了ZnO与(Zn,Al)O的电子结构.结合分子轨道理论,从原子布居、键布居、能带结构和态密度角度分析了掺Al前后ZnO的成键情况及对电子间相互作用的影响.利用第一性原理计算结果理论推导计算了(Zn,Al)O的载流子浓度并进一步分析了ZnO电导率的变化情况.与实验结果比较可知,掺Al后ZnO载流子浓度增加,并且ZnO的电导率比未掺杂时有了显著的提高. 关键词： 第一性原理 电子结构 电导率 (Zn Al)O     

In掺杂ZnO超晶格光学性质的研究

采用基于第一性原理的线性缀加平面波方法, 计算了超晶格ZnO掺In的光学性质. 计算结果表明, 掺入In元素后Fermi能级进入导带, 介电函数、吸收系数、折射率、反射率都在Fermi面附近产生新的跃迁峰. 随着掺杂层数的增多, 跃迁峰发生红移, 当掺杂两层In时跃迁峰峰值最大, 同时吸收系数的吸收边随掺杂层数的增多而逐渐减小. 与In掺杂ZnO超晶胞相比, ZnO超晶格在可见光范围内具有高透过率的特点.     

Spectral red shift in the Ag2+ doped CdS quantum dots

Photoluminescence spectrum of pure and Silver (Ag²⁺) doped cadmium sulfide (CdS) quantum dots with different doping concentrations and pure Cd concentrations were carried out. A systematic red shift in the band gap energy, ranging from 2.48 eV to 2 eV was noticed with the increasing Ag²⁺ concentration, however, no shift in the band gap energy was observed for varying pure Cd concentration. The red shift of the band gap energy was consistent in both photoluminescence and absorption spectra and the observed energy shifts are equal to the fundamental and overtone energies of the longitudinal optical phonon of Cd²⁺S.     

Sb、Ce掺杂Mg2Ge的第一性原理研究

此文用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法系统的计算了Sb、Ce掺杂Mg₂Ge的能带结构、态密度以及光学性质,获得了Mg₂Ge掺杂Sb后,费米面进入导带,呈现n型导电;Mg₂Ge掺杂Ce后,上自旋电子在费米能级附近处的价带和导带有一部分重叠,呈现半金属特性,进入导带电子数目增多,导电性增强. Sb、Ce掺杂Mg₂Ge后,其主要吸收峰都小于未掺杂Mg₂Ge,在可见光区域的透过率增大;Sb掺入后,在能量低于2.6 eV反射谱出现红移,Ce掺入后Mg₂Ge的吸收范围明显宽于本征Mg₂Ge;掺杂改善了Mg₂Ge对红外光子的吸收等有益结果.     

天然杂质对黄铁矿的电子结构及催化活性的影响

采用密度泛函理论和平面波赝势方法对含天然杂质黄铁矿的电子结构和光学性质进行了计算,并讨论了二十种天然杂质:钴、镍、砷、硒、碲、铜、金、银、钼、锌、铊、锡、钌、钯、铂、汞、镉、铋、铅和锑,对黄铁矿催化活性的影响.结果表明在过渡金属杂质中,杂质能级主要由它们的d轨道产生,而在主族金属及非金属杂质中,杂质能级主要由它们的s或p轨道产生.含铜、钼、砷、金、银或镍的黄铁矿对氧的还原的电催化能力增强.除锌、钼、钌、砷、锑、硒和碲外,其余杂质能增强黄铁矿表面俘获电子的能力,使光生电子和空穴复合的概率减小.光学性质计算表 关键词： 天然黄铁矿 杂质 电子结构 光学性质     

Preparation and optical properties of nanocrystalline thin films in the ZnO-TiO<Subscript>2</Subscript> system

Nanocrystalline compound thin films of ZnO-TiO₂ with different Zn/Ti atomic ratios were prepared by radio frequency magnetron reactive sputtering. The optical constants and the optical band gap were investigated using spectroscopic ellipsometry and the optical absorption spectrum. It was found that the cubic ZnTiO₃ phase can be obtained with the atomic ratio of Zn to Ti of about 1:1, and transforms to rhombohedral ZnTiO₃ phase and a phase mixture of rhombohedral ZnTiO₃ and ZnO with increasing Zn content. The refractive index decreases with the increase of Zn content, and the extinction coefficient in the visible range is near zero. The optical band gap was derived from the modeling of ellipsometry data and extinction coefficient spectra, and compared with that obtained from optical absorption spectrum, and it was found that the optical band gaps obtained by these three methods are consistent with each other. PACS 42.70.-a; 68.55.Jk; 78.20.Ci; 81.15.Cd