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通过Kr<sup>+</sup>离子注入SiO<sub>2</sub>/Si衬底形成的发光9R-Si相
摘要: 通过向SiO?/Si衬底进行离子注入,合成了六方9R硅的发光层。利用截面透射电子显微镜证实:在80 keV的Kr?离子辐照及后续800°C退火条件下,立方硅衬底与二氧化硅界面附近会形成9R相。研究阐述了初始立方硅通过六方化过程形成新相的机理。所合成的9R-Si层具有低温光致发光特性,其发光峰位于约1240 nm波长处。第一性原理计算表明该材料的电子能带结构为间接带隙半导体,带隙值为1.06 eV,与实验观测到的光致发光谱峰位置高度吻合。基于该方法可推广至其他半导体的设想,我们计算了9R锗的电子能带结构,预测六方化过程能使立方锗转变为带隙为0.48 eV的直接带隙半导体。
关键词: 六方硅,光致发光,电子能带结构,9R-Si,离子注入
更新于2025-09-10 09:29:36
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层状BaPd2As2砷化物超导体的结构、弹性、电子、热力学及光学性质:第一性原理研究
摘要: BaPd2As2属于122型砷化物家族,是一种不含铁的层状过渡金属砷化物,在呈现ThCr2Si2型结构(I4/mmm)时可在低温下表现出超导性。本研究基于密度泛函理论(DFT)计算,系统探究了BaPd2As2的结构、弹性、电子、热力学及光学性质。通过对比现有实验与理论数据,分析了其结构、弹性及能带特征。首次详细研究了体模量、恒压/恒容比热、体积热膨胀系数和德拜温度等重要热力学函数随压力与温度的变化规律,并首次深入解析了BaPd2As2的光学参数——这些光学特性与电子能带结构特征相互印证,且光学常数显示出对入射电场偏振态的显著依赖性。该材料在红外至近可见光波段呈现高反射率,并对紫外辐射具有强吸收特性。研究还探讨了电子态能量密度与特征声子频率对BaPd2As2超导性的关联机制。
关键词: BaPd2As2超导体、密度泛函理论、电子能带结构、光学性质、弹性常数、热力学性质
更新于2025-09-10 09:29:36
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[Springer材料科学系列] 同位素材料科学导论 第248卷 || 能带结构
摘要: 在纳米尺度上对同位素混合化合物中电子量子态进行光学探测与操控,是开发未来超快低功耗纳米光子器件的关键。在全面探讨同位素材料科学应用之前,有必要先了解材料中的电子能带结构。现代固态物理学观点基于具有质量、准动量和电荷的元激发描述——这种固体认知基础源于理想气体模型(例如非相互作用电子体系)。将元激发作为适用模型来运用量子力学解决固态物理问题,正是该研究路径的体现。本章将通过分析元激发特性与同位素效应的关联,探讨同位素材料科学的特殊规律:当固体尺寸缩减至同位素混合材料中电子特征长度(德布罗意波长、局域化长度)量级时,量子效应将引发明显的新物理特性。我们的目标在于建立低维同位素化合物及量子器件的物理理论框架,从而系统阐述这些新型电子、输运和光学特性。
关键词: 纳米光子器件、同位素效应、电子能带结构、固态物理、量子效应、同位素混合化合物、量子力学
更新于2025-09-09 09:28:46