Ⅱ-Ⅲ2-Ⅵ4族半导体材料体变模量之计算机模拟研究

来源 :山西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ontheroad2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在过去的几十年间,基于密度泛函理论与平面波赝势方法的第一性原理计算方法对多体系统进行了成功研究,使得第一性原理计算成为当前广泛使用的量子计算近似方法。体变模量是材料的一种重要力学性质,一般来说体变模量越大,越难以压缩。对于Ⅱ-Ⅲ2—Ⅵ4族半导体材料的体变模量,目前基本上没有可以利用的实验数据,因此我们对本族半导体材料的体变模量进行计算机模拟研究。在本论文中,我们利用第一性原理计算了Ⅱ-Ⅲ2—Ⅵ4族半导体材料的体变模量,针对两种可能的结构(DC结构与DF结构)都进行了研究。能量和体积的关系利用Birch-Murnghan’s的状态方程进行拟合。在此基础上扩展了Cohen经验公式。我们发现从Birch-Murnghan’s的状态方程得到的体变模量,体变模量的导数,DC和DF两种结构有类似的变化趋势,体变模量从S到Se再到Te,体变模量在逐渐减小,这主要是由于键长与键能的不同导致的。对于体变模量,我们能够利用的实验数据并不多。最近,D.Errandonea采用高压的X射线散射实验,在高达23GPa的条件下,对ZnGa2Se4材料的结构与相位的改变进行了研究。他们发现,在实际中存在一种有缺陷的黄锡矿结构的物质材料,他们的压强高达15.5GPa,同时,在15.5GPa到18.5GPa的范围下,低压的相位与高压的相位同时存在,相位在高达23GPa的情况下仍然保持稳定。对于具有高压的相位,他们认为它属于有缺陷的NaCl结构的物质结构。对于DFKP结构材料来说,他们得到,B0=47GPa,B’=3.9。对于具有NaCl型结构的材料,他们得到,B0=50GPa,B’=4。通过扩展Cohen提出的计算体变模量的经验公式,我们能够计算含有两种元素的具有闪锌矿结构的物质材料的体变模量。对于具有四面体结构的复杂化合物与合金来说,我们可以通过取最近邻原子的原子间距来扩展经验公式。体变模量B的单位是GPa,最近邻原子的间距d的单位是A。我们注意到,在扩展的经验公式中,四个原子间距中我们只对三个原子间距进行了求和,这主要是由于在Ⅱ-Ⅲ2-Ⅵ4族半导体物质材料的结构中,空位代替了一个成键原子,导致我们只对三个原子间距进行求和。但是由于Ⅱ-Ⅲ2-Ⅵ4族半导体物质材料的结构特性,对原子间距求和之后要乘上一个因子1/4。由于Ⅱ-Ⅲ2-Ⅵ4族半导体物质材料的化学元素的组成特性(在一个原胞中,含有四个第六主族的元素),我们取λ的值为2。从S到Se再到Te,它的体变模量在逐渐减小,这种变化趋势我们比较容易理解,在元素周期表中,随着共价特性的不断减弱,它的体变模量在不断减小。由此可以看出,共价特性对一个物质材料的体变模量的贡献较大,共价特性的减弱,降低了物质材料的体变模量。对于DF与DC结构,从经验公式得出的体变模量具有类似的值。这主要是由于在这两种结构中电子结构与键长类似。用第一性原理计算的体变模量与经验公式计算的体变模量对于DF结构来说,误差较小,对于DC结构误差较大。对DF结构来说,我们可以用经验公式来估计体变模量的值。对于DC结构,我们要谨慎使用经验公式。这些理论结果有待通过实验来验证。
其他文献
随着我国经济的快速发展,人们的消费水平也随之大大提高,国际奢侈品进入中国消费者的视野早已不足为奇,中国消费者对于国际奢侈品牌的需求日渐提升,如果将中国消费者在海外的购买
以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为单体,二硫代苯甲酸异丙苯酯(CBD)为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲苯为溶剂,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法合成了聚甲基
居民收入分配问题长期以来一直是我国政界、学界和社会民间持续关注和广泛讨论的热点。从“十一五”规划纲要到“十二五”规划纲要的变化来看,解决收入分配问题在制度层面不断
随着工艺和设计方法学的进步,片上系统(SoC)的设计规模越来越大,可以集成越来越多的IP核,传统的总线结构已经无法适应这种发展变化,基于计算机网络概念的片上网络(NoC)被提出
煤干馏的粉煤化、大型化、快速干馏是煤低温干馏发展的主导方向,西安建筑科技大学粉体工程研究所结合粉体物料气固两相热处理过程的基本规律,提出了外循环粉煤低温快速干馏新工
基于激光尾流自导技术的探测装置以光波作为传递信息的载体,具有探测距离远、命中精度高、不受电磁及环境噪声干扰等优点。尾流激光探测装置的控制系统是保证装置稳定、精确
培养大学生具备国际化人才的素质要求,是酒店管理专业教育的一个重要问题。本文通过从网络上收集的83份国际酒店集团发布的总经理招聘信息的内容进行分析,发现这些酒店在招聘
随着经济的不断发展和市场竞争的日趋激烈,企业间的竞争转向供应链之间的竞争,而库存管理作为供应链管理中的一个重要环节,越来越受到企业的重视。良好的库存管理正是为企业减少
【正】 我国最早的金币,是战国时期楚国铸造的金饼。当时楚国是盛产黄金的地区(史载,楚地产金向负盛名)。楚国铸造的金饼,外形如同豆腐干一样,是方块形的金币,上面多有阴文文
采用平衡渗析法、离子计和光谱分析等技术研究了滇池表层沉积物中DOM(溶解性有机质)的分子量分布特征及不同分子量的DOM对Cu和Pb的结合能力.结果表明,草海和外海沉积物中DOM