应力对立方相Ca2Ge光电性能的第一性原理研究

论文摘要

通过应力调控方式,采用了GGA和LDA两种近似方法分别计算了立方相Ca2Ge在-2～4 GPa应力下的电子结构和光电特性。根据能带结构计算结果得到,在-2～4 GPa应力范围,立方相Ca2Ge均为在G高对称点的直接带隙半导体,在0 GPa下GGA和LDA计算的带隙值分别为0. 55 e V和0. 426 e V。态密度结果表明了在所有调控应力下,价带主要是由Ge的p态电子贡献,导带主要是由Ca的d态电子贡献。分析复介电函数得到,0 GPa下的静态介电常数ε1（0）取得最大值,在所有应力范围内,介电函数ε1在E=0. 7 e V附近获得最大峰值,但2 GPa和4 GPa下的介电函数最大值向低能区移动,介电函数虚部ε2峰值主要是由Ge的4p态电子向Ca的3d态跃迁所产生的。根据折射率、反射谱、吸收谱信息,-2 GPa、2 GPa和4 GPa的调控应力使立方相Ca2Ge在5. 2～6. 5 e V能量范围内呈现出了较强的金属反射特性,此时,折射率和吸收谱值为0,反射谱取得最大值1,而能量损失函数分析表明,在调控应力下,出现最大能量损失的横坐标值从10. 2 e V移动至7. 8 e V,表明了可通过施加应力方式调控光电子能量出现的最大损失。

论文目录

• 1 引言
• 2 计算模型及理论方法
•   2.1 计算模型及方法
•   2.2 光电特性的理论方法
• 3 结果与讨论
•   3.1 能带结构和电子态密度分析
•   3.2 介电函数分析
•   3.3 折射率分析
•   3.4 反射谱分析
•   3.5 吸收谱分析
•   3.6 能量损失谱分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吕林,杨吟野,岑伟富,姚冰,欧建开

关键词: 电子结构,光电性质,第一性原理

来源: 硅酸盐通报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 物理学

单位: 贵州民族大学工程实训中心,贵州省教育厅光电分析及处理特色重点实验室,贵州民族大学材料工程学院

基金: 贵州省教育厅青年科技人才成长项目(KY[2018]146,KY[2016]166),贵州民族大学科研基金(2017ZD020)

分类号: O469

DOI: 10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2019.12.011

页码: 3788-3795

总页数: 8

文件大小: 1119K

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