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用密度泛函理论研究氮化硅新相的电子结构、光学性质和相变
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O613.71[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]信阳师范学院物理电子工程学院,信阳464000
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:U1204501,11105115,11304141)、河南省科技计划(批准号:112300410021)和河南省教育厅科学技术研究重点项目(批准号:12A140010)资助的课题.
中文摘要:

运用第一性原理赝势方法,对氮化硅新相(六方P6和P6'相)的电子结构、光学性质和相变过程进行分析,研究能带结构、介电函数谱、反射谱和能量损失函数的变化机理.研究发现,β→P6→δ相变是可行的,在室温下β→P6和P6→δ相变的临界压强分别为42.9和47.7GPa;相界的斜率为正值表明P6→δ相变过程伴随着晶胞体积的塌缩:P6和P6’相分别属于直接带隙和间接带隙半导体,能隙宽度分别为4.98和4.01eV;得到了两相的零频介电常数;反射谱表明,两相的强反射峰均位于真空紫外线区域,因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料;在可见光区域,两相表现为近似透明.

英文摘要:

Characteristics of the hexagonal polymorph Si3N4 i.e., phase transition, electronic and optical properties (band structure, dielectric function, reflectivity and energy loss function) are investigated by the first-principles pseudo-potential method. The results suggest that it is feasible that the β→P6→δ transition takes place at room temperature. The critical pressures of the β→P6 and P6→δ transformations are 42.9 and 47.7 GPa, respectively. The phase transition from P6→δ is accompanied by the volume shrinkage. The calculated results also show that the P6 and p6' phases belong to direct bandgap and indirect bandgap semiconductors, respectively. The calculated band gaps are 4.98 and 4.01 eV for the P6 and p6' phases, respectively. Besides, the static dielectric constants are also obtained. The reflectivity shows that the two phases can serve as the shielding and detecting devices for ultraviolet radiation and they have optical transparent behaviors in the visible light region.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:49876