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硅酸锌的电子结构
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:《发光学报》
  • 时间:0
  • 分类:O471.5[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]厦门大学物理系, [2]半导体光子学研究中心,福建厦门361005
  • 相关基金:国家自然科学基金(60376015,90206030,60336020,10134030);国家“973”计划(001CB610505);福建省科技项目(200411054,E0410007)资助项目
中文摘要:

采用局域密度泛函理论和第一性原理的方法,计算四方结构和六角结构硅酸锌的平衡品格常数、电子态密度和能带结构。计算结果表明,四方结构硅酸锌的平衡晶格常数为0.71048nm,六角结构为1.40877nm,两者与实验值的误差均在1%左右。态密度图显示,主要电子态分布在-7.18~0.00ev和2.79~10.50eV两个能量区域;同时,不同元素电子对导带和价带有不同贡献,其中氧的P态电子对价带顶贡献最大,锌的s态电子对导带底贡献最大。能带计算表明,四方与六角结构硅酸锌均为直接带隙半导体,禁带宽度分别为2.66,2.89eV。

英文摘要:

The electronic structures of the tetragonal and hexagonal Zn2SiO4 with super cells of 28 and 126 atoms were calculated by Vienna ab-initio Simulation Package with ultrasoft pseudopotentials. The calculated equilibrium lattice constants agree much well with the experimental values. Using the optimized equilibrium lattice constants, the densities of states and energy hand structures were further calculated. The total densities of states of both structures show the valence and conduction bands. By analyzing the partial densities of states, the contributions of different electron states in different atoms are estimated. The d states of Zn and p states of O mostly contribute to the top of the valence band, and the s states of Zn make major effects on the bottom of conduction band. The similar densities of states in the mass of the two structures suggest that both structures have the similar electronic and optical properties. Moreover, the calculated energy band structures show that the tetragonal and hexagonal Zn2 SiO4 have direct energy band gaps, which are promising semiconductors for short wavelength optoelectronic devices.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7320