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三元半导体Si<sub>1-x</sub>Ge<sub>x</sub>C(x=0、0.25、0.50、0.75、1)的电子结构、力学及光学性质
摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了锗含量递增的碳化硅电子结构。分析了立方闪锌矿相与六方相两种不同结构间的稳定性差异,发现常压下所有Si1-xGexC半导体碳化物均以闪锌矿结构为稳定相。研究了锗替代碳化硅中硅元素对电子及力学性能的影响:实验观测到立方相SiC为带隙值1.243 eV的半导体材料;随着锗掺杂比例增加,SiC带隙值相应提升——Si0.75Ge0.25C、Si0.50Ge0.50C、Si0.25Ge0.75C和GeC的带隙值分别为1.322 eV、1.413 eV、1.574 eV和1.657 eV。压力升高时,Si1-xGexC(X=0,0.25,0.50,0.75,1)体系能隙呈现减小趋势。其弹性常数满足玻恩-黄昆弹性稳定判据,同时计算了体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等参数,并与其他研究结果进行了对比分析。
关键词: 力学性能、电子结构、光学性质、第一性原理研究
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于第一性原理计算的CaF2:Eu3+电子结构与发光机制研究
摘要: 在本研究中,我们基于密度泛函理论(DFT)计算了掺Eu3?离子的CaF?晶体的结构、电子和光学性质的模型结果。通过固定自旋磁矩分别为6μB和4μB,该研究涵盖了所考虑材料的基态和激发态。Eu3?掺杂引发了其最近邻原子的微小位移,通过计算的电荷密度和磁矩证实了Eu3?离子的存在。研究发现CaF?禁带中存在属于4f轨道的部分电子态,利用电子性质计算揭示了Eu3?的一个4f电子因激发产生自旋翻转的现象。论文计算了CaF?:Eu3?的吸收光谱并与纯CaF?进行了对比,最终基于获得的光学和物理性质提出了可能的发光机制。
关键词: CaF2:Eu3+,第一性原理研究,电子结构,发光
更新于2025-09-23 15:22:29
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四端MoS2纳米带电子输运特性的第一性原理研究
摘要: 我们对四端MoS2纳米带的电子输运进行了第一性原理研究。研究发现,在这类结构中,具有直线通道的纳米带其线性电导谱中存在绝缘带,这些绝缘带与MoS2纳米带的带隙相关。然而,在具有弯曲通道的几何结构中,非零输运允许在绝缘带区域发生。该现象可归因于弯曲通道结构中边缘态的形成。我们认为这些结果为调控MoS2纳米带的电子输运提供了有用信息。
关键词: 电子传输,第一性原理研究,二硫化钼纳米带
更新于2025-09-23 15:21:21
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染料敏化太阳能电池中XV2S4(X = Ni、Cr和Mo)对电极的第一性原理研究
摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了三元硫化钒XV2S4(X = Ni、Cr和Mo)的结构、电子和光学性质。通过报道结构参数、能带结构、态密度(DOS)、吸收系数和电导率等数据,探讨了XV2S4(X = Ni、Cr和Mo)作为染料敏化太阳能电池(DSSC)无铂对电极的潜在应用性能。总体而言,由于镍钒硫化物(NiV2S4)在费米能级附近具有较高的电子密度和优异的电导率,相比铬钒硫化物(CrV2S4)和钼钒硫化物(MoV2S4),其被预测是更优良的对电极候选材料。
关键词: 电子特性,第一性原理研究,对电极,光学特性,无铂
更新于2025-09-23 15:21:01
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锂的位置和浓度对氧化锌物理性质的影响:基于密度泛函理论的研究
摘要: 本文采用密度泛函理论和玻尔兹曼输运理论,研究了不同浓度(6.25%、12.5%和18.75%)锂掺杂氧化锌中锂位置对其物理性质的影响。本研究考虑了两种可能的锂掺杂氧化锌构型:锂原子取代锌位点(LiZn)和锂占据间隙位点(Lii)。研究发现,锂的位置和浓度对确定锂掺杂氧化锌的适用应用具有重要作用。结果表明,所得结果与实验研究高度吻合。
关键词: 锂掺杂氧化锌,电子结构,第一性原理研究,间隙位,替代位
更新于2025-09-23 07:12:24
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一种新型二维半导体碳同素异形体:第一性原理研究
摘要: 通过第一性原理方法对一种由六方晶胞中18个原子构成的新型二维碳同素异形体进行了理论研究。该同素异形体具有P6/mmm对称性(命名为hP-C18碳)。这种新型二维碳相呈现sp2-sp3杂化网络结构,由邻近原子形成的六边形和八边形构成。计算表明,与石墨烯相比hP-C18碳属于亚稳态二维碳相,但其能量稳定性高于五边形石墨烯。通过声子色散、第一性原理分子动力学模拟和弹性常数分别验证了其动力学、热力学及力学稳定性。电子能带结构分析显示hP-C18是带隙为2.93 eV(HSE06)的间接带隙半导体。此外还预测了其褶皱三维结构hP-C18-3D碳,通过声子色散和弹性常数讨论了该新三维相的稳定性。研究发现hP-C18-3D碳是带隙为2.24 eV(HSE06)的超硬间接带隙半导体。因此hP-C18碳及其褶皱三维结构不仅可能具有潜在的电子应用价值,还可应用于力学领域。
关键词: 亚稳态、hP-C18碳、二维碳同素异形体、半导体性、机械应用、第一性原理研究、电子应用
更新于2025-09-10 09:29:36