價帶
- 不同濃度S摻雜2H-CuInO2的第一性原理研究
的研究小組利用“價帶化學(xué)修飾（Chemical modulation of the valence band，CMVB）”此種思想提出了設(shè)計和開發(fā)p型透明導(dǎo)電氧化物薄膜的基本思想后，銅銦氧化物（Copper indium oxide即CuInO2，簡稱CIO）進(jìn)入廣大研究者的視線。此種材料在一定程度上可以解決p型半導(dǎo)體導(dǎo)電性能通常要比n型低3～4個數(shù)量級[2]的問題。本文主要采用基于第一性原理的密度泛函理論平面波超軟贗勢方法, 在不同摻雜濃度下利用S元素對
全面腐蝕控制 2023年5期2023-06-02
- La摻雜氧空位的α-Bi2O3電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究
能級，使得電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶需要的能量減小，電子更容易躍遷，進(jìn)而提高了光催化活性。東北大學(xué)于智清課題組[12]利用第一性原理對氧空位和B離子共摻TiO2的光催化性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)共摻雜能在提高可見光吸收效率的同時降低光生電子-空穴對的復(fù)合效率，有利于提高TiO2的光催化性能，氧空位和B離子共同作用使Ti4+減少且更多低價位的Ti離子出現(xiàn)。在實驗研究方面， Malathy等[13]采用沉淀法成功地制備了過渡金屬(Ni、Zn)摻雜Bi2O3納米顆粒，在可見
人工晶體學(xué)報 2023年1期2023-02-23
- S摻雜增強(qiáng)CdS/ɡ-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化性能的第一性原理研究
帶底（CBM）和價帶頂（VBM）都在G點(diǎn)，是直接帶隙半導(dǎo)體，帶隙為1.67 eV，與實驗值單層CdS 2.4 eV相比略低［29］，主要是由于密度泛函理論計算帶隙時普遍存在誤差，但不影響結(jié)構(gòu)的規(guī)律性分析.圖3（b）中ɡ-C3N4的CBM和VBM分別在K和G點(diǎn)，是間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙為1.4 eV.圖3（c）中CdS/ɡ-C3N4異質(zhì)結(jié)價帶頂和導(dǎo)帶底分別位于G和M點(diǎn)，是間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙為1.00 eV，由于ɡ-C3N4和CdS在價帶部分的軌道雜化作用，形
白城師范學(xué)院學(xué)報 2022年5期2022-12-06
- Ga-Cd-O的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理計算
位置在G點(diǎn)處，而價帶頂則位于Z點(diǎn)，符合間接帶隙半導(dǎo)體的特性，因此β-Ga2O3是間接帶隙半導(dǎo)體，這與之前的報道相符合[30]。經(jīng)計算得到的β-Ga2O3帶隙寬度為1.973 eV，但它遠(yuǎn)小于β-Ga2O3的實際禁帶寬4.8 eV，這是由于在用DFT理論計算晶體結(jié)構(gòu)時，激發(fā)電子的交換相關(guān)勢被低估了[31]，因此計算出來的禁帶寬度要比實際的禁帶寬度小。具體到本實驗，對β-Ga2O3晶體而言，主要是因為在計算過程中Ga 3 d態(tài)的能量過高，造成Ga 3 d態(tài)與O
桂林電子科技大學(xué)學(xué)報 2022年2期2022-07-08
- 基于第一性原理計算的ΙA族元素?fù)诫sp型ZnO光電學(xué)特性研究*
帶底(CBM)和價帶頂(VBM)在同一個k點(diǎn)(G)處，說明ZnO是一種直接帶隙半導(dǎo)體。本征ZnO的帶隙為0.73 eV，與Xie等[25]計算出的0.74 eV和Osuch等[26]用第一性原理方法計算出的結(jié)果0.75 eV基本一致，但明顯低于實驗值(3.37 eV)。這主要是因為GGA高估了ZnO中Zn3d態(tài)電子的能量，導(dǎo)致ZnO與O2p態(tài)相互作用增大，帶隙縮小。雖然計算值低于實驗值，但并不影響G點(diǎn)附近能帶結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)理論分析。圖2 本征ZnO的能帶結(jié)
功能材料 2022年2期2022-03-14
- MnGa合金體的電子結(jié)構(gòu)與磁性質(zhì)的研究
個區(qū)，即導(dǎo)帶、淺價帶和深能級價帶，其中導(dǎo)帶和淺價帶交錯連在一起，形成一個分布較寬的片狀能帶。由這些能帶的分布能量范圍可以看出，導(dǎo)帶和淺能級價帶分布較寬，這些電子的離域性較強(qiáng)，有效質(zhì)量相對較小。而深能級價帶分布較窄，電子的定域性較強(qiáng)，有效質(zhì)量較大。由總態(tài)密度圖可以看出，四方MnGa合金的s電子和p電子主要形成導(dǎo)帶和淺能級價帶，d電子主要形成深能級價帶，也貢獻(xiàn)導(dǎo)帶和淺能級價帶。圖2 MnGa合金的能帶結(jié)構(gòu)(a)與分態(tài)密度(b)Fig.2 Band struct
人工晶體學(xué)報 2022年1期2022-02-21
- Ni、Cu 摻雜二維CuI 結(jié)構(gòu)的第一性原理計算
.6 eV 的下價帶幾乎全部由I-s 態(tài)貢獻(xiàn);(2)上價帶-6.4～0 eV 主要由I-p 態(tài)和Cu-d 態(tài)貢獻(xiàn),Cu-s 態(tài)以及Cu-p 態(tài)貢獻(xiàn)較小。其中,上價帶前半部分-6.4～-3 eV 主要由I-p 態(tài)貢獻(xiàn),后半部分-3～0 eV主要由Cu-d 態(tài)貢獻(xiàn),這兩處尖峰表現(xiàn)出較強(qiáng)的局域性,與本征CuI 的總態(tài)密度相符合;(3)在費(fèi)米能級附近的能帶,Cu-d 態(tài)和I-p 態(tài)做主要貢獻(xiàn)。對于1.05～19.41 eV 的導(dǎo)帶部分,主要是由I-s 態(tài)和Cu-p
電子元件與材料 2021年12期2022-01-12
- Pt-N共摻雜閃鋅礦ZnS光催化性質(zhì)的第一性原理研究
共摻雜體系分別在價帶頂和導(dǎo)帶底形成雜質(zhì)能級，且禁帶寬度減小，有利于提高銳鈦礦TiO2的催化性能. Pt-N共摻雜ZnS的改性研究還未見報道，本研究采用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理方法，分別考察Pt、N單摻雜ZnS、Pt-N不同位置共摻雜ZnS的晶型結(jié)構(gòu)、電子特性和光學(xué)性質(zhì)變化，為ZnS的光催化改性提供參考和依據(jù).2 模型與計算方法本次計算采用閃鋅礦ZnS(空間點(diǎn)群F-43M)結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建2×2×1的超晶胞結(jié)構(gòu)，Pt、N摻雜如圖1所示，圖中N(0
原子與分子物理學(xué)報 2021年4期2021-09-16
- 超快閃爍晶體研究進(jìn)展
類:第一類是芯帶價帶發(fā)光閃爍晶體,例如BaF2[21]和Cs2LiYCl6[22];第二類是直接帶隙半導(dǎo)體,例如ZnO:Ga[23]和PbI2[24];第三類是發(fā)光有強(qiáng)熱淬滅的閃爍晶體,在室溫下具有很弱的閃爍發(fā)光和較快的衰減時間,例如YAG:Yb和YAP:Yb[6,7]。從表1中數(shù)據(jù)可以看到,除了PbI2晶體,其它超快閃爍晶體的快閃爍發(fā)光光產(chǎn)額都較低,而且發(fā)光波長都較短。而PbI2晶體展現(xiàn)較高的光產(chǎn)額是因為表中的光產(chǎn)額數(shù)據(jù)是在14 K低溫下測得的,室溫下的
量子電子學(xué)報 2021年2期2021-04-24
- CdMoO4光催化材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理計算
率、光吸收光譜、價帶和導(dǎo)帶邊位置,并在此基礎(chǔ)上分析了CdMoO4的主要活性反應(yīng)物種和光催化反應(yīng)物理機(jī)制.1 計算方法本研究利用Materials Studio軟件中的CASTEP模塊[8],采用超軟贗勢來描述離子實和價電子之間的相互作用,運(yùn)用廣義梯度近似泛函處理電子之間的相互作用.晶體結(jié)構(gòu)幾何優(yōu)化過程中能量判據(jù)、原子受力判據(jù)、應(yīng)力判據(jù)、位移判據(jù)分別為5.0 × 10-6eV,0.01 eV/ ?,0.02 GPa,5.0 × 10-4?.此外,平面波截斷能
寧夏大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2021年1期2021-04-16
- La、Sb共摻雜SnO2電性能的第一性原理研究*
，本征SnO2的價帶最高點(diǎn)和導(dǎo)帶最低點(diǎn)均位于布里淵區(qū)G點(diǎn)處，是直接帶隙半導(dǎo)體，計算得到的帶隙值為1.079 eV，此計算值小于實驗值3.6 eV[19]，原因是密度泛函理論中的廣義梯度近似(GGA)在仿真中將Sn 5p電子態(tài)的能量高估，沒有妥善處理電子間的交換關(guān)聯(lián)相互作用，使得計算帶隙值偏小[20]。各個體系的計算參數(shù)設(shè)置在本次理論計算中保持一致，因此前者不影響對摻雜前后帶隙值的對比分析。進(jìn)行不同摻雜后體系能帶圖中的價帶頂和導(dǎo)帶底均位于布里淵區(qū)G點(diǎn)處，故摻
功能材料 2021年1期2021-02-25
- 表面修飾調(diào)控單層ZnS電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)
現(xiàn)，單層ZnS的價帶頂和導(dǎo)帶底均位于G點(diǎn)，因此單層ZnS為直接帶隙半導(dǎo)體，其計算能隙為2.625 eV，這與Shahrokhi[8]等人計算結(jié)果(2.65 eV)基本一致. 當(dāng)H或F修飾ZnS后，其能帶結(jié)果發(fā)生了顯著的變化，其中fH-ZnS和hH-ZnS-hF價帶頂由G點(diǎn)轉(zhuǎn)移至K點(diǎn)，半導(dǎo)體由直接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)殚g接帶隙特征，且fH-ZnS能隙明顯增大；其他修飾體系則仍然為直接帶隙半導(dǎo)體，且能隙均不同程度減小. 值得注意的是，經(jīng)過修飾后，ZnS的價帶頂能級局域化程
四川大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2021年1期2021-01-28
- g-C3N4基異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑的研究
的導(dǎo)帶(CB)和價帶(VB)分別比相對應(yīng)的半導(dǎo)體B的導(dǎo)帶(CB)高，比B的價帶(VB)低。因此，在光照下，電子積聚在半導(dǎo)體B的導(dǎo)帶(CB)上，空穴將積聚在半導(dǎo)體B的價帶(VB)能級上。由于I型異質(zhì)結(jié)光催化劑的電子和空穴都在同一個半導(dǎo)體(B)上聚集，所以導(dǎo)致電子-空穴對不能有效分離。此外，由于在氧化還原電位較低的半導(dǎo)體上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，致使光催化劑的氧化還原能力顯著降低。Li等[11]研究使用了濕浸漬法來構(gòu)建二元結(jié)構(gòu)的 CdIn2S4/g-C3N4光催化劑
江西化工 2020年6期2021-01-05
- Cu-X（X=C，Si，Ge，Sn，Pb）摻雜對閃鋅礦ZnS 可見光吸收的影響研究
閃鋅礦ZnS 的價帶頂費(fèi)米能級附近出現(xiàn)一個3 d 態(tài)的峰值，而s 的3p 態(tài)也在費(fèi)米能級附近存在一個峰值，因此，在閃鋅礦ZnS 的價帶頂形成了一個p-d 雜化峰，該雜化峰相當(dāng)于一個淺受主能級。由圖3（b）可知，Cu-C 摻雜閃鋅礦ZnS 后，C原子的2p 態(tài)在基體（閃鋅礦ZnS）的價帶頂處也存在一個電子態(tài)密度峰， 該處的電子態(tài)與Cu 原子的3d態(tài)產(chǎn)生明顯的雜化作用， 導(dǎo)致價帶頂出現(xiàn)了分裂的雜化態(tài)，且雜化態(tài)一部分進(jìn)入了禁帶中，減小了帶隙寬度。 此外，C 原子
可再生能源 2020年11期2020-11-18
- Cd-S共摻雜ZnO導(dǎo)電性能的第一性原理研究
2p電子軌道貢獻(xiàn)價帶的最小值，分別由O的2p和Zn的4s電子軌道貢獻(xiàn)價帶的最大值。其中價態(tài)有兩個高能區(qū)域，能量區(qū)域處于-20eV～-15eV，主要由O的2p電子軌道貢獻(xiàn)。能量區(qū)域處于-5ev～0ev，主要由O的2p和Zn的4s電子軌道共同貢獻(xiàn)。為了對共摻雜ZnO體系電子結(jié)構(gòu)的相互影響進(jìn)行分析，理論計算了單摻雜SO、CdZn和共摻雜CdZn-SO、CdZn-2SO四個體系的電子結(jié)構(gòu)圖，由圖3可知，摻雜體系均為直接帶隙半導(dǎo)體。圖3(a)、(b)可知單摻S和Cd
黑龍江工業(yè)學(xué)院學(xué)報(綜合版) 2020年8期2020-10-23
- 非金屬(C、N、S、P)摻雜對銳鈦礦TiO2性質(zhì)影響的第一性原理研究
光吸收邊界紅移，價帶頂端存在淺施主能級，提高了可見光光催化活性。鄭樹凱等[19]對P替代Ti、O和P以間隙原子存在時進(jìn)行了計算，結(jié)果表明3種摻雜均使TiO2禁帶寬化，但間隙P的存在可以提高其可見光光吸收能力。盡管前人的研究已經(jīng)取得了一定的成果，但由于實驗條件和計算方法差異，很難對各類非金屬摻雜TiO2改性同時做出對比評價。因此，本文選用高催化活性的銳鈦礦TiO2和常見效果良好的幾種非金屬(C、N、S、P)進(jìn)行O置換摻雜，基于密度泛函理論下的廣義梯度近似平面
礦業(yè)科學(xué)學(xué)報 2020年5期2020-09-18
- Cu/Ag單摻及Cu-Ag共摻對ZnO光催化性能影響的第一性原理研究
(a)顯示ZnO價帶主要分為兩個區(qū)域：0.0～-3.7 eV為上價帶區(qū)域，-3.7～-6.0 eV為下價帶區(qū)域。結(jié)合圖3(b)的分波態(tài)密度可知，純ZnO導(dǎo)帶底端主要由Zn4s軌道占據(jù)，上價帶主要由O2p軌道占據(jù)，下價帶主要由Zn3d軌道占據(jù)。圖4為Cu/Ag單摻及Cu-Ag共摻ZnO 2×2×2超晶胞的能帶結(jié)構(gòu)。CuZn2、CuZn1-CuZn2和CuZn1-CuZn3模型的帶隙寬度分別為0.335 eV、0.285 eV和0.318 eV，都明顯低于純Z
人工晶體學(xué)報 2020年6期2020-07-18
- 稀土元素(La,Y)摻雜GaN的第一性原理計算
決定，本征GaN價帶頂和導(dǎo)帶底都位于G點(diǎn)，形成禁帶寬度Eg=2.151 eV的直接帶隙半導(dǎo)體，這個計算結(jié)果與Lu[18]計算的Eg=1.989 eV基本符合，但與Min等[19]1992年得到的實驗值Eg=3.60 eV相比差別較大，誤差為40.25 %；與Limpijumnong等[20]于2001年得到的實驗值Eg=3.457 eV相比誤差為37.8%，這是由于密度泛函理論對禁帶寬度的計算值普遍偏低導(dǎo)致的.圖2(b)摻入稀土Y后與未摻雜GaN相比，摻入
原子與分子物理學(xué)報 2020年3期2020-05-15
- La摻雜6H-SiC電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究
帶最低點(diǎn)在L點(diǎn)，價帶最高點(diǎn)在G點(diǎn)，其禁帶寬度2.045 eV,比實驗值略小，這是由于計算采用的GGA近似方法低估了激發(fā)態(tài)電子間的相互作用造成的[17].由(b)中可以得到，摻雜La元素，導(dǎo)帶最低點(diǎn)在G，而價帶向高能方向移動，在K點(diǎn)取得最大值，而且費(fèi)米能級穿過價帶形成P型間接半導(dǎo)體.其禁帶寬度為0.886 eV.圖2 (a)6H-SiC的能帶結(jié)構(gòu).(b)La摻雜6H-SiC的能帶結(jié)構(gòu).Fig.2 (a)Band structure of 6H-SiC.(b)
原子與分子物理學(xué)報 2020年3期2020-05-15
- 摻Ag濃度對ZnO（100）面吸附S的電學(xué)特性影響
以看出，導(dǎo)帶底與價帶頂對應(yīng)的是同一K值，因此ZnO 是直接帶隙導(dǎo)體。對于四種不同的吸附位置，ZnO（100）面的能帶帶隙體現(xiàn)了較為顯著的差異，可得出，S 原子吸附的位置越穩(wěn)定，ZnO（100）面的能帶帶隙越大，于是其（100）面的導(dǎo)電性越弱，電阻率越大。在S 原子的四種吸附位置下，計算ZnO（100）面的電子態(tài)密度，如圖1所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，相比于其他吸附位置，位置A（具有最穩(wěn)定的吸附性）的s 態(tài)與p 態(tài)密度分布均體現(xiàn)了較為顯著的變化。ZnO（100）面的電子
中小企業(yè)管理與科技 2019年25期2019-10-11
- N-Mo-W共摻雜金紅石相TiO2的第一性原理研究
級或者導(dǎo)帶下移、價帶上移等其實效果參差不齊.基于前人工作的結(jié)論來看，增加摻雜金屬原子種類的方法來提高其催化性質(zhì)是本文研究的一個出發(fā)點(diǎn)，從而我們采用了N與Mo、W兩種金屬元素進(jìn)行共摻雜的方法，來計算所得的結(jié)果是否具有意義.2 計算模型與方法所建立的模型是基于2X2X2的超胞，列舉出了各個摻雜情況下的模型結(jié)構(gòu)如下圖1(a-g)所示.依次為本征TiO2，摻雜N，摻雜Mo，摻雜W，摻雜N-Mo，摻雜N-W，摻雜N-Mo-W.在未摻雜時的TiO2的晶格參數(shù)為a=b=
原子與分子物理學(xué)報 2019年4期2019-09-17
- Cu摻雜對TiO2性質(zhì)影響的第一性原理研究
以看出，摻Cu后價帶費(fèi)米能級附近產(chǎn)生了特別突出的波峰，說明摻Cu后引入了雜質(zhì)能級。且價帶明顯變寬，導(dǎo)帶明顯變窄，這是由于Cu原子摻入銳鈦礦TiO2中，引起了TiO2的晶格缺陷，形成氧空位，使Ti原子核外電子更加活躍，從而影響電子和空穴的復(fù)合。根據(jù)銳鈦礦型TiO2的吸收光波長公式：式中：λ為TiO2吸收光波波長；h為普朗克常數(shù)；c為光速；E為禁帶寬度。光響應(yīng)范圍由387.8 nm提高到668.2 nm，其吸收的光由紫外線區(qū)域進(jìn)入可見光的區(qū)域。由于Cu原子的摻
有色金屬設(shè)計 2019年2期2019-08-07
- La、Bi共摻雜Ag/SnO2觸頭材料導(dǎo)電性能的理論分析
nO2的導(dǎo)帶底與價帶頂都在布里淵區(qū)的G點(diǎn)方向，因此本征SnO2材料屬于直接能隙半導(dǎo)體材料。選擇0eV為費(fèi)米能級，計算獲得的本征SnO2帶隙值為1.003eV，而實驗值為3.6eV[18]，這是因計算過程中GGA算法的局限性引起的，加之在計算過程中高估了Sn 5p態(tài)的能量，由于理論計算的參數(shù)設(shè)置一致，因而對理論結(jié)果對比分析的影響可以忽略不計。在La、Bi單摻雜和La、Bi共摻雜SnO2后，如圖2(b)～(d)所示，導(dǎo)帶的最低點(diǎn)和價帶的最高點(diǎn)均在布里淵區(qū)的G點(diǎn)
材料科學(xué)與工程學(xué)報 2019年3期2019-07-16
- 應(yīng)力效應(yīng)對tP10-FeB4的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的影響
從圖中可以看出在價帶頂附近B原子的p態(tài)電子隨著壓強(qiáng)的增大向低等級移動，導(dǎo)帶底部的p態(tài)電子也有向低能級移動的趨勢. 對應(yīng)于不同的壓強(qiáng)70 GPa、100 GPa、150 GPa、200 GPa、250 GPa、300 GPa，價帶頂附近p態(tài)電子主要分布在-10.97～0 eV，-11.12～0 eV，-11.35～0 eV，-11.74～0 eV，-12.13～0 eV，-12.52～0 eV區(qū)域，s態(tài)軌道主要分布于-10.67～0 eV，-10.76～0
原子與分子物理學(xué)報 2019年5期2019-04-28
- 閃鋅礦結(jié)構(gòu)ZnSe的光電性質(zhì)和有效質(zhì)量研究
究ZnSe能帶及價帶頂部附近的有效質(zhì)量，對于研究ZnSe的光電性質(zhì)的微觀機(jī)制具有非常重要的意義。本文主要采用第一性原理進(jìn)行計算機(jī)模擬研究，借助密度泛函理論(Density Functional Theory,DFT)內(nèi)的超軟平面波贗勢對閃鋅礦結(jié)構(gòu)ZnSe價帶頂端附近的電子能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并結(jié)合有效質(zhì)量近似理論，計算價帶頂端附近電子的有效質(zhì)量。進(jìn)一步對ZnSe晶體的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，挖掘ZnSe晶體的內(nèi)在性質(zhì)，并為后續(xù)實驗制備高質(zhì)量ZnSe晶體提供理論指
西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2019年2期2019-04-02
- Al-N共摻SnO2材料電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)
(a)可以看出，價帶頂和導(dǎo)帶底都位于布里淵區(qū)的G點(diǎn)，為直接帶隙半導(dǎo)體，帶隙值為1.29 eV與其它文獻(xiàn)結(jié)果一致[14-15]。本征SnO2的計算值明顯小于實驗值，主要由于采用局域密度近似方法計算時會低估原子d態(tài)電子的結(jié)合能，導(dǎo)致帶隙誤差，但不影響其它分析。另外，與本征SnO2的能帶結(jié)構(gòu)相比，摻雜模型的價帶頂和導(dǎo)帶底都向高能方向移動，費(fèi)米能級進(jìn)入價帶，為n型導(dǎo)電；其次，整個價帶區(qū)的能級數(shù)目比本征時能級數(shù)目明顯增多，能級增多使得價帶上能夠發(fā)生能級躍遷的電子數(shù)增
電子科技 2018年12期2018-11-28
- 光器件應(yīng)用改性Ge的能帶結(jié)構(gòu)模型?
隙改性Ge導(dǎo)帶、價帶E-k關(guān)系解析模型分別如(4)和(5)式所示,相關(guān)參數(shù)見文獻(xiàn)[14—17].圖5給出了低強(qiáng)度雙軸張應(yīng)變Ge導(dǎo)帶、價帶各能級隨應(yīng)力變化的物理模型.由5(a)可知,低強(qiáng)度張應(yīng)變Ge半導(dǎo)體導(dǎo)帶Γ能谷能級與L能谷能級之間帶差減小.圖5(b)為導(dǎo)帶Γ與L能谷能級之差隨應(yīng)力強(qiáng)度變化的關(guān)系,當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到0.3%時,二者之間的帶隙差減小約17%.由圖5(c)可知,雙軸低強(qiáng)度張應(yīng)變Ge材料的帶邊(“重空穴帶”)和亞帶邊(“輕空穴帶”)發(fā)生分裂；同時隨著
物理學(xué)報 2018年19期2018-11-03
- nBn型InSb紅外器件性能仿真
,勢壘層與吸收層價帶的差值(Valence Band Offset,VBO)要盡可能小,以免阻擋空穴流動從而影響器件性能。根據(jù)Adachi[2]提出的III-V族三元化合物禁帶寬度的計算方法可以計算出InSb nBn結(jié)構(gòu)的能帶情況,計算時均忽略摻雜引起的費(fèi)米能級位置改變而引起的不同層間的能帶偏差,取InAlSb勢壘層鋁組分為25%,取InSb和AlSb材料的價帶差為-0.41 V[3]。計算結(jié)果與文獻(xiàn)中InAs[4]、InAs/GaSb SLs[5]及MC
激光與紅外 2018年7期2018-08-08
- 交換場和非共振光對單層MoS2能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控*
調(diào)節(jié)單層MoS2價帶與導(dǎo)帶之間的能隙，可以得到新的半金屬性和金屬性二維材料.[12-14]筆者將利用緊束縛近似下的低能有效哈密頓模型，研究外部磁近鄰交換場和非共振圓偏振光對單層MoS2電子能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控作用.1 模型與方法圖1 MoS2納米場效應(yīng)管模型Fig. 1 MoS2 Nano Field Effect Transistor Model構(gòu)建基于單層MoS2的場效應(yīng)晶體管模型(圖1)，其中單層MoS2置于中心區(qū)域并受到磁近鄰交換場作用和非共振圓偏振光的
吉首大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2018年3期2018-07-03
- (001)面雙軸應(yīng)變鍺材料的能帶調(diào)控
軸應(yīng)變Ge材料的價帶結(jié)構(gòu)[12-13]，二是采用第一性原理或基于實驗參數(shù)與經(jīng)驗公式的理論方法等計算張應(yīng)變Ge材料的能帶結(jié)構(gòu)[14-18]，并預(yù)測Ge材料轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋О雽?dǎo)體所需要施加的張應(yīng)變值。Ge半導(dǎo)體的禁帶寬度與應(yīng)變之間的關(guān)系對材料設(shè)計、器件模擬等方面具有重要的理論參考價值，目前在這方面報道較少。本文基于形變勢理論詳細(xì)對(001)面雙軸應(yīng)變Ge材料的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論計算。首先分析了應(yīng)變對Ge晶體對稱性的影響，然后構(gòu)建應(yīng)變Ge材料導(dǎo)帶結(jié)構(gòu)、價帶結(jié)構(gòu)以及帶隙
材料科學(xué)與工程學(xué)報 2018年3期2018-06-26
- 半導(dǎo)體中載流子復(fù)合的類型
容。半導(dǎo)體中位于價帶的電子受到光激發(fā)或熱激發(fā)時可以躍遷到導(dǎo)帶，同時在原來的位置留下一個空穴，從而形成了電子－空穴對。由于這些電子和空穴在電場作用下可以定向移動，所以也稱為載流子。位于導(dǎo)帶的電子實際上處于一種高能量的亞穩(wěn)態(tài)，它有自發(fā)回歸到價帶從而降低能量的傾向，如果電子躍遷回價帶，它將填補(bǔ)空穴，導(dǎo)致電子－空穴對的消失，這個過程就是復(fù)合。1 輻射復(fù)合導(dǎo)帶中的電子直接躍遷回價帶，并釋放一個光子或多個聲子，這個過程稱為直接復(fù)合。如果只輻射光子，那么這種直接復(fù)合也是
山東化工 2018年23期2018-03-29
- Cu,O共摻雜AlN晶體電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究?
隙較大,導(dǎo)帶底和價帶頂都位于Brillouin區(qū)的G點(diǎn)處,且與其他K點(diǎn)帶隙比較,G點(diǎn)帶隙最小,表明AlN是直接帶隙半導(dǎo)體.導(dǎo)帶底的態(tài)密度變化較大,說明導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量大;價帶頂態(tài)密度變化較慢,說明價帶中空穴有效質(zhì)量大.AlN的價帶由?15.5—?12.8的下價帶和?6.3—?0.3的上價帶組成,在價帶頂附近有簡并的重空穴、輕空穴和自旋-軌道耦合所分裂出的劈裂帶,與其他III-V族氮化物的能帶結(jié)構(gòu)類似.由圖2的分波態(tài)密度可知,價帶主要是N原子2s態(tài)與2p態(tài)
物理學(xué)報 2018年4期2018-03-26
- 近800 nm波長張應(yīng)變GaAsP/AlGaAs量子阱激光器有源區(qū)的設(shè)計?
由于應(yīng)變的引入使價帶輕、重空穴帶的簡并消除,LD的閾值電流得以降低,量子效率得以提高,但為了補(bǔ)償引入In后波長的變化,意味著有源區(qū)需要更多的Al,因此,器件的可靠性是一個問題.有源區(qū)采用無Al的InGaAsP材料后[12],器件的可靠性和壽命得以提高,但在實際的材料外延工藝中,四元系InGaAsP材料的生長窗口很窄,對外延條件的要求較為苛刻,且導(dǎo)帶的帶階小,不利于對有源區(qū)中電子的限制,器件的溫度特性差.采用張應(yīng)變的GaAsP量子阱作為LD的有源區(qū)材料是一很
物理學(xué)報 2018年6期2018-03-26
- 第一性原理研究Mn和Cu摻雜六鈦酸鉀(K2Ti6O13)的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)?
6O13的導(dǎo)帶和價帶明顯下移(導(dǎo)帶下移1.617 eV,價帶下移1.507 eV),因此帶隙值減少0.11 eV,這有利于吸收帶邊紅移.同時,Mn摻雜后,在K2Ti6O13的禁帶中間出現(xiàn)了雜質(zhì)能級,此雜質(zhì)能級與價帶和導(dǎo)帶之間的能量差分別為1.407 eV和1.122 eV,可作為電子從價帶躍遷至導(dǎo)帶的橋梁.電子可先被能量較小的光子激發(fā)從價帶躍遷到雜質(zhì)能級,然后繼續(xù)吸收光子從雜質(zhì)能級躍遷到導(dǎo)帶,因此外界只需提供較小的能量就可以將電子激發(fā),從而實現(xiàn)了K2Ti6
物理學(xué)報 2018年6期2018-03-26
- Fe, Co, Ni 對NaNbO3的電子結(jié)構(gòu)與光催化性能影響的密度泛函理論研究
些能級將為電子從價帶到導(dǎo)帶的躍遷提供橋梁，從而使得電子吸收光譜發(fā)生紅移，對太陽光的光響應(yīng)范圍增大，提高NaNbO3光催化活性。表1 優(yōu)化得到的NaNbO3及Fe-NaNbO3, Co-NaNbO3和 Ni-NaNbO3的晶胞參數(shù)Tab.1 The optimized lattice parameter of NaNbO3, Fe-NaNbO3, Co-NaNbO3 and Ni-NaNbO3表2 優(yōu)化得到的M-O鍵長和布居數(shù)Tab.2 The optimi
陶瓷學(xué)報 2018年1期2018-03-22
- 基于錫組分和雙軸張應(yīng)力調(diào)控的臨界帶隙應(yīng)變Ge1?xSnx能帶特性與遷移率計算?
合金,由于導(dǎo)帶、價帶之間存在明顯的耦合作用,為了得到準(zhǔn)確的能帶結(jié)構(gòu),由微擾理論和空間群對稱性,可將Hk轉(zhuǎn)換為一個8階k·p矩陣,用來建立包含自旋軌道耦合在內(nèi)的導(dǎo)帶和價帶能量色散關(guān)系,矩陣形式為[16,17]其中式中Δv為價帶自旋軌道分裂能;Ec,Ev分別為未應(yīng)變的導(dǎo)帶和價帶能量;?為約化普朗克常數(shù);m0為電子有效質(zhì)量;γ1,γ2,γ3為修正的Luttinger參數(shù),它們與6k·p方法中Luttinger參數(shù),的關(guān)系為,,其中Eg為帶隙寬度,Ep為描述導(dǎo)帶與
物理學(xué)報 2018年2期2018-03-18
- 金屬Fe、Y單摻雜TaON的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)研究
最低點(diǎn)在G點(diǎn),而價帶的最高點(diǎn)在Y點(diǎn),屬于間接能隙半導(dǎo)體,計算得到的帶隙值為1.78 eV(表1),小于試驗值2.40 eV[20],文獻(xiàn)[21-22]的理論計算結(jié)果相近.進(jìn)一步從電子態(tài)密度圖3中可以看出,TaON的能帶主要可以分為4個部分:能級位于-17.9～16.7 eV的低能價帶主要是由局域性很強(qiáng)的O 2s電子態(tài)形成;在該能級上方,能級位于-14.4～12.1 eV的中能價帶主要源于N 2s電子態(tài)的貢獻(xiàn);而費(fèi)米能級附近能級位于-6.2～0 eV的高能價
四川師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2017年3期2017-06-05
- Modification of CaO-based sorbents prepared from calcium acetate for CO2 capture at high temperature☆
較快地與硅導(dǎo)帶和價帶交換電荷,促進(jìn)了電子通過熱運(yùn)動由價帶躍遷到導(dǎo)帶，導(dǎo)致表面有效產(chǎn)生速度se增大。由式(1)可知，se增大，Js將增大。電子輻射引起的位移效應(yīng)，在像素單元體耗盡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量的體缺陷，這些缺陷能級在禁帶中起到產(chǎn)生-復(fù)合中心的作用，使耗盡區(qū)載流子壽命τg顯著減小，由式(2)可知，τg顯著減小，Jg將顯著增大。Compared with CaO–CaAc2,the skeleton supporting structure made by MgO
- Ag3XO4(X=P,As,V)電子結(jié)構(gòu)及光催化性質(zhì)的第一性原理計算
道成份以及較低的價帶邊勢(2.335 V,vs NHE)有關(guān)；對Ag3AsO4而言，其優(yōu)于Ag3PO4光催化活性的原因基于三個方面：(1)由高分散Ag s-Ag s雜化軌道構(gòu)成的導(dǎo)帶底能帶；(2)窄的帶隙(1.91 eV)；(3)寬的可見光響應(yīng)范圍以及高的光吸收系數(shù)。此外，Ag3XO4(X=P,As, V)均為間接帶隙半導(dǎo)體光催化材料，其中，Ag3VO4有用于分解水制氫研究的可能；上述計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合。第一性原理；Ag3XO4(X=P,As,V)；能
物理化學(xué)學(xué)報 2017年5期2017-05-11
- 固溶體光催化材料的研究進(jìn)展
程：(1)半導(dǎo)體價帶上的電子吸收光躍遷至導(dǎo)帶，產(chǎn)生光生電子和空穴對；(2)光生電子和空穴從半導(dǎo)體內(nèi)部向表面遷移；(3)光生電子和空穴在表面與吸附物分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)。一方面，由于寬的本征帶隙，傳統(tǒng)半導(dǎo)體光催化材料如 TiO2和 SrTiO3等的光響應(yīng)位于紫外光區(qū)，因此這些材料只能吸收和利用很小一部分的太陽能。另一方面，在光催化反應(yīng)過程中，很大比例的光生電子和空穴在半導(dǎo)體的內(nèi)部或表面發(fā)生復(fù)合，以發(fā)光和發(fā)熱的形式散發(fā)部分能量。因此，大部分光催化材料太陽能轉(zhuǎn)換
物理化學(xué)學(xué)報 2017年2期2017-03-10
- 碳摻雜WO3電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究
禁帶寬度、導(dǎo)帶和價帶電位.TiO2因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗光腐蝕能力強(qiáng)、難溶、無毒、低成本，是研究中使用最廣泛的光催化材料.但是，TiO2的禁帶寬度達(dá)3.2eV，光吸收僅限于紫外光區(qū)，只能響應(yīng)占太陽光譜約5%左右的紫外光，太陽能利用率很低.再加上光生電子空穴對的復(fù)合率高，太陽能利用效率僅在1%左右.因此，要提高太陽能利用效率，就必須擴(kuò)大催化劑響應(yīng)太陽光波長的范圍，即減小半導(dǎo)體催化劑的帶隙至2 eV 左右.這其中，WO3吸引了人們的注意.WO3是一種n 型催化劑
湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報 2015年4期2015-12-22
- 石墨烯能帶中的重疊矩陣效應(yīng):Tight-Binding方法在模擬中的研究
，電子受到激發(fā)從價帶克服能帶間隙躍遷到導(dǎo)帶，因此對石墨烯能帶的研究是非常有意義的，這對邏輯電路和其他電子設(shè)備的應(yīng)用是必不可少的［4］.認(rèn)識石墨烯，首先就必須對其的能帶有足夠清晰的了解. 無論從實驗上還是理論上，前人都已經(jīng)做了相當(dāng)全面的工作. Konschuh 等人［5］主要研究了考慮自旋-軌道(s，p，和d)耦合的緊束縛模型，重點(diǎn)研究了d 軌道對高對稱點(diǎn)(K 點(diǎn))能帶的影響. Harrison［6］從方法學(xué)的角度，利用Louie 微擾法，在緊束縛模型中引入
原子與分子物理學(xué)報 2015年1期2015-07-13
- 基于密度泛函理論的L21型Ni2MnGe第一原理計算
0 eV之間的下價帶范圍內(nèi),主要由Ge原子s態(tài)貢獻(xiàn),在-10.33 eV處有一較小峰出現(xiàn),峰值為4.04 eV。這一能帶同其他價電子能帶明顯分離,自旋向下的下價帶比自旋向上的下價帶能量略高。此部分態(tài)密度的起伏對應(yīng)于能帶圖中最低部分的一條四重簡并的能帶。在-7.86～-3.80 eV之間,主要由Ni的d態(tài)和Mn的d態(tài)貢獻(xiàn)的,Ni的p態(tài)和Mn的s態(tài)略有貢獻(xiàn),其中Mn的d態(tài)貢獻(xiàn)是Ni的d貢獻(xiàn)的1.5倍,在-4.77 eV處出現(xiàn)較大峰值,峰值達(dá)到20.20 eV,
沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2015年1期2015-04-21
- N和硫?qū)僭負(fù)诫s及共摻雜TiO2第一性原理計算
，S引入雜質(zhì)帶在價帶和導(dǎo)帶之間，從而電子從價帶向?qū)У能S遷變得容易。時白成等［6］計算分析了陰離子摻雜TiO2的電子性質(zhì)，認(rèn)為，帶間能級的出現(xiàn)使陰離子取代型S摻雜后吸收光譜發(fā)生紅移。迄今為止，還沒有人運(yùn)用第一性原理對N和硫?qū)僭負(fù)诫s金紅石TiO2的性質(zhì)進(jìn)行研究。本文通過第一性原理從不同的角度對N和硫?qū)僭負(fù)诫s與共摻雜金紅石TiO2的性質(zhì)進(jìn)行了研究。1 計算方法和模型金紅石TiO2結(jié)構(gòu)屬于四方晶系，空間群為P42／MNM。本文構(gòu)造了2×2×2的超晶胞（如第6
山西化工 2014年1期2014-09-11
- 基于能帶匹配理論設(shè)計CO2光催化還原催化劑的研究進(jìn)展
基本過程及催化劑價帶、導(dǎo)帶位置的決定性作用，簡述了當(dāng)今光催化還原CO2過程中存在的催化劑價帶、導(dǎo)帶不匹配問題，并從特定晶面生長、材料復(fù)合、形成p-n結(jié)、第一性原理等方面綜述了如何利用能帶匹配理論來提高光催化還原CO2效率，為光催化還原CO2的材料的選擇和設(shè)計提供了理論依據(jù)。二氧化碳；光化學(xué)；還原；能帶；半導(dǎo)體據(jù)報道，2012年全球二氧化碳排放量又創(chuàng)下了歷史新高，達(dá)到了356億噸[1]。據(jù)政府氣候變化專門委員會發(fā)布的最新氣候變化評估報告顯示，在過去的一百年里
化工進(jìn)展 2014年11期2014-07-05
- 第一性原理計算Ti摻雜CrSi2的光電特性
rSi2的能帶在價帶L點(diǎn)的最大值為0eV，而在導(dǎo)帶M點(diǎn)的最小值為0.379eV，因此，CrSi2在價帶L點(diǎn)到導(dǎo)帶M點(diǎn)表現(xiàn)出了間接帶隙半導(dǎo)體的性質(zhì)，帶隙寬度為Eg＝0.38eV.與文獻(xiàn)［4，8－10］的計算結(jié)果和實驗結(jié)果完全吻合.摻入Ti后電子的能帶簡并度明顯增大，費(fèi)米能級附近的能帶結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，費(fèi)米能級向下移入價帶中，Cr11TiSi24變?yōu)閜型半導(dǎo)體，控制其光電傳輸行為的是空穴載流子，帶隙寬度減小到0.082eV.這是由于Ti的核外電子排布為1s22s2
原子與分子物理學(xué)報 2014年1期2014-05-29
- Co摻雜ZnO的電子結(jié)構(gòu)及磁性質(zhì)
ZnO的總態(tài)密度價帶主要由Zn的3d和O的2p軌道電子組成，驗證了靠近費(fèi)米能級附近處的價帶。計算Co替代立方結(jié)構(gòu)ZnO的Zn的態(tài)密度和能帶結(jié)構(gòu)，并與本征態(tài)下ZnO的態(tài)密度和能帶結(jié)構(gòu)做比較，發(fā)現(xiàn)摻雜后電子態(tài)密度無較大變化，導(dǎo)帶在Co摻雜濃度為25%時最寬即導(dǎo)電性最強(qiáng)，禁帶寬度在摻雜后變窄。由實驗得出的Zn1-xCoxO的磁化強(qiáng)度隨溫度和磁場強(qiáng)度的變化，繪制不同摻雜濃度樣品的M-T和M-H曲線，討論材料的磁化性質(zhì)，并結(jié)合電子結(jié)構(gòu)計算結(jié)果。密度泛函理論；電子結(jié)構(gòu)
佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報 2014年6期2014-03-08
- 稀土元素(Ce，Pr)摻雜GaN的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的理論研究*
且分別在禁帶中和價帶頂附近引入一個局域的雜質(zhì)能級;摻入Ce后在介電函數(shù)虛部和吸收系數(shù)譜的低能區(qū)出現(xiàn)新的峰，而摻Pr后使介電峰和吸收邊發(fā)生紅移.2 計算模型和方法2.1 計算模型理想 GaN是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu) (如圖 1(a))，所屬空間群為P63mc，所用晶格常數(shù)為實驗值a=b=0.3189 nm，c=0.5185 nm，α=β=90°，γ=120°，其中c/a為1.626，比理想六角柱密堆積結(jié)構(gòu)的1.633稍小，c軸方向Ga—N的鍵長為0.1969 nm，
物理學(xué)報 2013年1期2013-04-14
- 堆疊方法與堆疊層數(shù)對扶手型石墨烯納米帶電子能帶的影響*
分;E+為能量的價帶;E-為能量的導(dǎo)帶．1．2 少層扶手型石墨烯納米帶1．2．1 AA 堆疊法圖1為AA堆疊雙層AGNRs，所有1層碳原子直接對應(yīng)2層碳原子(上下對稱)．單位晶包共有2N個碳原子，同層內(nèi)的碳原子間鍵長為a=0．142 nm，兩層石墨的間距為b=0．335 nm．為解出能量本征值，由薛定諤方程得到的哈密頓矩陣［Hij］是一個4×4矩陣圖1 AA堆疊雙層AGNRs其中:H11，H12，H21，H22均為2 ×2 的方陣．最后得到本征能量為式(5
浙江師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2012年2期2012-12-17
- 應(yīng)變對能帶結(jié)構(gòu)的影響
下材料帶隙變大，價帶能級產(chǎn)生分裂。利用合金組分的變化與InGaAs帶隙的變化關(guān)系，可實現(xiàn)對材料帶隙的調(diào)節(jié)，對器件的研究設(shè)計提供參考。InxGa1-xAs；能帶結(jié)構(gòu)；晶格常數(shù)；應(yīng)變?nèi)衔颕nGaAs由于其獨(dú)特的電子和光學(xué)特性，多年來吸引了人們較大的研究興趣。InGaAs及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)在半導(dǎo)體激光器、紅外探測器、超高速電子器件等方面具有重要的應(yīng)用價值〔1-5〕。InxGa1-xAs的晶格常數(shù)在二元化合物GaAs和InAs之間，在GaAs襯底上外延生長InGa
大理大學(xué)學(xué)報 2012年4期2012-09-15
- Mg和Zn摻雜CuAlS2電子結(jié)構(gòu)的分析*
增大更多;摻雜在價帶頂引入受主態(tài)，形成p型電導(dǎo);Mg摻雜比Zn摻雜的受主能級電離能略小;而Zn摻雜CuAlS2體系總能更低，晶格結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定．CuAlS2，p型摻雜，電子結(jié)構(gòu)，能帶結(jié)構(gòu)PACS:71.20.Nr，71.20.－b，61.72.U－，68.55.Ln1.引言MⅠ-MⅢ-MⅥ2(MⅠ=Cu，Ag;MⅢ=Al，Ga，In; MⅥ=S，Se，Te)黃銅礦系化合物［1—3］為直接帶隙半導(dǎo)體，是一類優(yōu)良的光電子材料．其中Cu AlS［4—6］2的室溫禁帶
物理學(xué)報 2011年6期2011-11-02
- 第一性原理研究In，N共摻雜SnO2材料的光電性質(zhì)*
直接禁帶半導(dǎo)體，價帶頂隨著N濃度的增加發(fā)生向低能方向移動，帶隙明顯增寬;共摻下的介電函數(shù)虛部主介電峰只在8.58 eV存在，且主峰位置發(fā)生右移，峰值強(qiáng)度顯著增大;實部譜中，不同N濃度的兩種共摻結(jié)構(gòu)其靜介電常數(shù)也明顯增大，N的2p態(tài)與In的5s態(tài)之間發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用;共摻下吸收譜中的吸收峰數(shù)目減少，吸收光波段范圍增寬．電子結(jié)構(gòu)，態(tài)密度，能帶結(jié)構(gòu)，光學(xué)性質(zhì)PACS:31．15．A－，71．15．Dx，71．15．Mb1.引言透明導(dǎo)電氧化物Sn O2是一種空間
物理學(xué)報 2011年6期2011-11-02
- 不同晶系應(yīng)變Si狀態(tài)密度研究*
應(yīng)變 Si導(dǎo)帶、價帶態(tài)密度模型.結(jié)果表明，除單斜和三角晶系導(dǎo)帶底態(tài)密度外，應(yīng)力對其余各態(tài)密度均有顯著影響.本文所得模型數(shù)據(jù)量化，可為應(yīng)變Si材料物理的理解及其他物理參數(shù)模型的建立奠定重要理論基礎(chǔ).應(yīng)變Si，KP，態(tài)密度PACS:71.20.－ b，71.15.－ m，71.20.mg1.引 言應(yīng)變Si是當(dāng)前國內(nèi)外研究發(fā)展重點(diǎn)，在高速/高性能CMOS器件和電路，以及光電子器件中有廣闊的應(yīng)用前景［1—3］.由于晶格失配，弛豫 Si1－xGex襯底上可外延獲得應(yīng)
物理學(xué)報 2011年4期2011-10-25
- (001)面任意方向單軸應(yīng)變硅材料能帶結(jié)構(gòu)*
硅材料導(dǎo)帶帶邊、價帶帶邊、導(dǎo)帶分裂能、價帶分裂能、禁帶寬度的影響.研究結(jié)果可為單軸應(yīng)變硅器件應(yīng)力及晶向的選擇設(shè)計提供理論依據(jù).單軸應(yīng)變硅，K·P法，能帶結(jié)構(gòu)PACS:71.15.－ m，71.70.Fk1.引 言應(yīng)變硅由于具有載流子遷移率高、能帶結(jié)構(gòu)可調(diào)、并與硅的微電子技術(shù)相兼容等優(yōu)異特性，成為提高器件與電路性能的首選方案［1］.在硅中引入應(yīng)變的方法常見有襯底致雙軸應(yīng)變和工藝致單軸應(yīng)變.與雙軸應(yīng)變相比，單軸應(yīng)變以其在低應(yīng)變和高垂直電場下可以更大程度地改善P
物理學(xué)報 2011年2期2011-10-23
- 應(yīng)變Si PMOSFET電流特性研究*
如圖1所示。由于價帶的不連續(xù)，在應(yīng)變Si PMOSFET中形成表面溝道的同時，在SiGe/Si界面SiGe一側(cè)會產(chǎn)生一個寄生的掩埋溝道，從圖2的能帶結(jié)構(gòu)圖中可以看到Si/SiGe界面有一個價帶差，因此除了表面溝道還會形成一個寄生的掩埋溝道。然而，使用漸變的Si/SiGe界面可以減小價帶差，從而消除寄生溝道。這樣，表面溝道中的空穴濃度就會增加。圖1 應(yīng)變Si PMOS結(jié)構(gòu)示意圖圖2 應(yīng)變Si PMOS能帶示意圖圖1中在弛豫SiGe層上生長的Si產(chǎn)生張應(yīng)變，輕
電子器件 2010年4期2010-12-21
- ZnO電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)特質(zhì)的第一性原理研究
V分別表示導(dǎo)帶和價帶,BZ為第一布里淵區(qū),K為倒格矢,為普朗克常量, 為動量躍遷矩陣元,ω為角頻率,EC（K）,EV（K）分別為導(dǎo)帶和價帶上的本征能級,n和k分別為反射系數(shù)和消光系數(shù),反射率 ,吸收系數(shù) ,以上式子是分析晶體能帶結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的主要理論基礎(chǔ),它反映了能級間電子躍遷所產(chǎn)生光譜的發(fā)光機(jī)理.2 結(jié)果與分析2.1 ZnO晶體的態(tài)密度（DOS）和能帶結(jié)構(gòu)根據(jù)參數(shù)設(shè)定,優(yōu)化出的晶格參數(shù)為a=3.260A,c=5.281A,u=0.377 0與實驗值a=
河南科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版) 2010年4期2010-10-16
- 拉伸形變下BC3納米管的能帶結(jié)構(gòu)*
米管的導(dǎo)帶能級和價帶能級逐漸靠近，最終發(fā)生能帶交疊.壓縮形變下能帶的交疊程度可達(dá)0.5 eV，而拉伸形變下只有0.2 eV.對于扶手椅型BC3納米管，隨著拉伸和壓縮的不斷增加，BC3納米管首先由直接半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為間接半導(dǎo)體，進(jìn)而發(fā)生能帶的交疊，表現(xiàn)出金屬性.在無形變時，扶手椅型BC3納米管是一種很不穩(wěn)定的直接躍遷窄帶半導(dǎo)體，輕微的壓縮形變(et=－0.003)都可以使其轉(zhuǎn)化為間接半導(dǎo)體.對于鋸齒型BC3納米管，由于存在平坦的導(dǎo)帶和價帶，輕微的拉伸和壓縮形變會
物理學(xué)報 2010年6期2010-09-08
- N 摻雜SnO2材料光電性質(zhì)的第一性原理研究*
mi能級較遠(yuǎn)，與價帶其他部分相互作用較弱，且對Fermi能級附近電子態(tài)作用影響不大，所以沒有對此部分進(jìn)行討論.對于本征SnO2，由圖2(a)可知，此時價帶頂處自旋向上和向下的態(tài)密度都靜止于Fermi能級處，計算得帶隙為1.5 eV，與文獻(xiàn)［5］計算的Eg=1.7 eV很接近，說明我們所采用的計算方法、過程的正確性，為下面準(zhǔn)確進(jìn)行N摻雜計算提供了依據(jù).禁帶寬度小于實驗值是由于引入GGA近似引起的，此種情況在其他文獻(xiàn)中同樣有所報道［5，15，16］，GGA或L
物理學(xué)報 2010年10期2010-09-08
- 氮鐵共摻銳鈦礦相TiO2電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究*
雜同時在導(dǎo)帶底和價帶頂形成了雜質(zhì)能級，使TiO2的禁帶寬度變窄，光吸收帶邊紅移到可見光區(qū)，這些雜質(zhì)能級可以降低光生載流子的復(fù)合概率，提高TiO2的光催化效率;與Fe摻雜TiO2的態(tài)密度相比，共摻雜位于價帶頂?shù)碾s質(zhì)能級的態(tài)密度峰明顯增大，導(dǎo)致電子從雜質(zhì)能級躍遷到導(dǎo)帶的概率增加，使其對太陽能的利用率提高;在不考慮雜質(zhì)能級的情況下，與純TiO2相比，N，F(xiàn)e共摻雜TiO2的帶邊位置只有微小變化，因此N，F(xiàn)e共摻雜TiO2的強(qiáng)氧化還原能力得以保持.第一性原理計算，
物理學(xué)報 2010年7期2010-09-08
- M’型GdTaO4電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究*
’型GdTaO4價帶頂主要由O-2p電子構(gòu)成，導(dǎo)帶底由Ta-5d的e軌道電子構(gòu)成;當(dāng)Ueff=8 eV時，自旋向上和自旋向下的Gd-4f電子分別局域于價帶頂以下6.27 eV和導(dǎo)帶底以上3.01 eV處;計算得到M’型GdTaO4的折射率為2.24，與應(yīng)用半經(jīng)驗的Gladstone-Dale關(guān)系得到的結(jié)果符合得很好.M’型鉭酸釓，第一性原理計算，能帶，態(tài)密度PACC:7850E，3120A，7125C，7120H1. 引言鉭酸釓(GdTaO4)晶體具有密度
物理學(xué)報 2010年4期2010-09-08