二维BeP2C中电-声子相互作用和输运性质的第一性原理研究

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adige
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
在光电转换过程中,普遍存在快速热化现象,这将影响光电器件的性能。热载流子弛豫时间是影响热化的一个关键因素,因此,研究者通过提升热载流子弛豫时间,进而提高器件的光电转换效率。2019年,有研究者通过理论研究发现了一种可用于光电转换器件的二维BeP2C材料。为进一步了解二维BeP2C的性质,我们使用密度泛函理论计算了材料的电子能带结构和声子谱,并利用瓦尼尔插值法计算了0 K和300 K时的电-声子散射率、热载流子弛豫时间和平均自由程等,进一步探讨了电荷掺杂情况下这种材料的相关输运性质。本文的内容主要由两部分组成,在第一部分中,我们首先在结构优化的基础上,计算了二维BeP2C的电-声子散射率、热载流子弛豫时间和平均自由程。计算结果表明,在费米能级附近,电-声子散射率比较小,随着能量远离费米能级,散射率先增大,到达极大值之后,又逐渐减小。当温度为0 K时,在能量为2.2 eV处电-声子散射率达到极大值,约为3.0×1015s-1;当温度增加到300K时,在能量为3.0 eV处达到极大值,是0 K时的两倍之大,约为6.1×1015s-1。这说明,电-声子散射率随温度的增加而增大。在温度0 K到300 K时,热载流子弛豫时间的最大值分别是800 fs和20 fs,平均自由程的最大值分别是240 nm和100 nm。与电-声子散射率相比,热载流子弛豫时间和平均自由程都出现相反的趋势。在第二部分中,我们主要研究了0 K和300 K时掺杂电子的二维BeP2C中的电-声子散射率、热载流子弛豫时间和平均自由程。当温度为0 K和300 K两种时,掺杂电子的电-声子散射率在1.9 eV处都具有最大值,分别为6.0×1016s-1和4.0×1015s-1。当温度为0 K和300 K时,掺杂电子的热载流子弛豫时间在0 eV处的达到780 fs和180 fs。当温度为0 K时,掺杂电子的平均自由程范围为100 nm。当温度为300 K时,掺杂电子的平均自由程范围为50 nm。在第三部分中,我们进行计算了掺杂空穴的电-声子散射率,温度分别是0K和300 K。当温度为0 K和300 K时,掺杂空穴的电-声子散射率在3.2 eV处都达到极大值,分别是4.0×1015s-1和7.5×1015s-1。这表明,随着温度的升高,电-声子散射率也在增大。但是,与电-声子散射率相比,热载流子弛豫时间出现相反的趋势。在0 K时,热载流子弛豫时间达到了70 fs。当温度增加到300 K时,热载流子弛豫时间缩短到10 fs。通过研究表明,与二维BeP2C的热载流子弛豫时间相比,掺杂空穴有助于提高热载流子弛豫时间。当温度为0 K时,掺杂空穴的平均自由程范围为400 nm。当温度为300 K时,掺杂空穴的平均自由程范围为200 nm。通过比较BeP2C和黑磷烯的输运性质,发现BeP2C和黑磷烯的热载流子弛豫时间非常相近,均在在800 fs。这说明,BeP2C和黑磷烯的光电转换效率可能是相同的。
其他文献
本文是一篇英汉翻译实践报告,以《看你逼我做了什么》的第一章为翻译文本。《看你逼我做了什么》的作者是澳大利亚记者、自由撰稿人希尔,她通过描述家庭暴力的事实,呈现澳大利亚的一个社会热点问题——家庭暴力,从而帮助读者认识和摆脱家庭暴力。在翻译实践过程中,由于英汉语言差异以及自身局限性,译者遇到了许多困难,主要体现在词汇、句法和篇章三个层面。该报告通过举例着重阐述了解决这三个层次困难所用的翻译方法及过程。
近几年,随着我国食品行业的发展,奶酪制品不仅受到消费者的喜爱,而且在餐饮业和焙烤等食品加工业的应用也越来越多。在食品行业对“无防腐剂”(preservative-free)食品需求增强的背景下,利用生物保护剂替代或减少化学防腐剂的使用是一种较好的选择。本文通过微量稀释法,探究了9株乳酸菌无细胞上清液对4株真菌(黑曲霉、黄曲霉、毕赤酵母和马克思克鲁维酵母)的抑制效果,筛选出了一株具有显著抑菌能力的菌
驴肉中不饱和脂肪酸含量较高,经酶类作用和微生物的繁殖作用,驴肉极易出现腐败变质现象,即使把生肉贮存在04℃的环境中,肉类当中的酶和嗜冷腐败菌仍对肉的品质存在威胁。为此,寻找有效的方式来抑制致腐微生物的生长从而延长驴肉的保鲜期和提高保鲜效果是非常重要的。生物保鲜剂为天然提取或发酵生产,高效安全,根据栅栏技术的原理,复合生物保鲜剂会产生较单一生物保鲜剂更好的保鲜作用。研究通过分析冷却驴肉在储藏期内的菌
本实验以驴乳清蛋白为原料制备驴乳清蛋白酶解肽,评价其体外抗氧化活性并对其稳定性进行探究,研发出抗氧化酶解肽饮料。具体实验结论如下:(1)利用响应面法优化酶解工艺条件,得到最佳酶解工艺条件为当底物浓度4%,酶解时间4 h时,温度39℃,p H 8,酶底比4%,此时10 mg/m L驴乳清蛋白酶解肽的DPPH自由基清除率最高可达45.5%。(2)利用多种体外抗氧化实验方法评估酶解肽体外抗氧化活性,得到
文化共生是指传统文化与现代文化、外来文化与民族文化、以及一个国家和地区内部的多民族文化之间的相互作用、和谐共存、平等交融。在现代经济一体化趋势日益明显的背景下,包括服装设计在内的现代设计“同质化”现象不断加重。基于文化共生理念指导下,传承民族传统文化,使其与现代时尚文化协调融合,并以此理念下的原则进行设计创新,已成为设计学科领域较热的理论研究和创作实践选题。蒙元服饰文化是中国传统服饰文化的重要内容
益生菌因其对宿主产生有益的影响广受消费者的青睐,包括调节宿主的免疫功能和调节肠道菌群等。尽管有部分益生菌菌株已被广泛的使用,但对于更多潜在的益生菌菌株筛选仍不够精准。由于在传统益生菌的开发过程中往往需要较长的实验周期和复杂的实验验证。因此,利用生物信息学方法通过大数据技术快速筛选有效的益生菌并建立可视化预测平台是非常有必要的,本研究首次将机器学习方法应用于益生菌分子标记的挖掘和预测筛选平台的构建。
CuGaS2的光学带隙非常接近中间带主体材料的最佳带隙2.0-2.5 e V,基于众多学者关于杂质掺杂CuGaS2的理论计算,掺杂剂选择Ti或Cr,可以实现在CuGaS2材料中形成中间带(IB)。制备CuGaS2材料最常见的方法有固相烧结法和磁控溅射法,这些工艺或是需要在高温的条件下完成或是需要昂贵的仪器和严苛的实验环境。本文采用溶剂热法来制备CuGaS2及Cu Ga1-xMxS2(M=Ti、Cr
二维层状过渡金属硫化物(Transition metal dichalcogenides,TMDs)具有优良的半导体光电性能。而由单层的TMDs垂直堆叠而成的范德华异质结,更是为探索激子的相关性质提供了一个十分独特的平台。近几年具有非对称性的TMDs-MoSSe被成功合成,我们发现当用这种非对称性单层结构来构造双层异质结时,会引入一个平面外电电偶极矩来调节结构的光电性质。本论文利用了基于密度泛函理
二维过渡金属碳化物、碳氮化物和氮化物(MXenes)是一种新型的二维材料。其通式为Mn+1XnTx(n=1-3),其中M代表早期的过渡金属,X表示C或者N,T表示表面官能团(比如羟基,氧或氟)。该材料具有高比表面积,高导电率,空间结构大等的特点,并且在电化学储能,传感器以及吸附等方面有广泛的应用,从2011年Ti3C2Tx首次被报道合成,MXenes很快引起了人们的关注,并在随后的几年中迅速发展。
预处理方式及干燥方式是马铃薯生全粉加工的关键环节,本文以未经预处理的鲜切马铃薯制成的马铃薯生全粉为对照,研究了经冻融预处理的马铃薯制成的马铃薯生全粉的干燥特性及品质特性,并与传统的蒸煮预处理制备的马铃薯熟全粉进行比较分析,上述鲜切马铃薯、冻融预处理马铃薯、蒸煮预处理马铃薯均采用高压电场干燥和热风干燥两种干燥方式进行干燥。通过对上述不同预处理后的马铃薯在两种干燥方式下制备的马铃薯全粉干燥特性及品质的