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氧化锌的高压电子结构、光学性质与电性能的理论研究
  • ISSN号:1000-5773
  • 期刊名称:《高压物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O521.2[理学—高压高温物理;理学—物理] O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]广西民族师范学院物理与电子工程系,广西崇左532200, [2]河南城建学院数理学院,河南平顶山467036, [3]广西民族师范学院化学与生物工程系,广西崇左532200, [4]北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金(11347141,21465004,51572066); 广西民族师范学院人才科研启动项目(2014RCDT002);广西民族师范学院博士科研启动项目(2013RCBS001); 广西高等学校科学技术研究项目(2013YB268)
中文摘要:

基于密度泛函理论从头计算法,研究了500GPa外压力条件下纤锌矿结构ZnO氧化物的晶格结构、电子结构、光学性质和导电性能。计算分析结果表明,在500GPa外压力下,ZnO氧化物的晶格对称性保持不变,晶格参数减小,Zn—O键长和O—Zn—O键角均减小,但不同方向上材料的可压缩性不同;ZnO氧化物的带隙类型仍为直接带隙,其宽度增加到1.65eV;费米能级附近的能级数量减少,态密度降低,电子在不同能量区域的局域化趋势明显;ZnO氧化物的光吸收向高能量范围扩展,低能量光学吸收降低,高能量光吸收增强。分析结果表明,500GPa的外压力下,ZnO氧化物费米能级附近的载流子浓度、有效质量和迁移速率均降低,其电性能降低。

英文摘要:

In the present work,we investigated the crystal structure,electronic structure,optical properties and electrical properties of the wurtzite type ZnO oxide at exoteric pressures of 500 GPa based on the density functional theory ab-initio calculations framework.The results show that the lattice of ZnO is decreased at 500 GPa and,at the same time,the Zn—O bond length and the O—Zn—O bond angle are decreased while,however,the compressibility varies in different crystal directions and the symmetry remains the same.The band gap is direct at 500 GPa with the band gap value rising to1.65 eV.The number of the energy bands decreases and so does the density of states.An obvious localization effect of the electrons is observed at 500 GPa.The absorption peaks move towards the high energy region,and the absorption decreases for low energy photon and increases for the high energy photon.The results from our analysis show that the density,effective mass and the mobility of the carriers near Fermi level decrease under 500 GPa,leading to a reduced performance of their electrical properties.

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期刊信息
  • 《高压物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国物理学会 高压物理专业委员会 四川省物理学会
  • 主编:邹广田
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:gaoya@caep.cn
  • 电话:0816-2490042
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-5773
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1147/O4
  • 邮发代号:62-132
  • 获奖情况:
  • 中国物理类核心期刊,EI、CI收录期刊,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,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:3617