压电声子晶体能带结构的有限元方法模拟

基于有限元软件COMSOL Multiphysics详细介绍了压电声子晶体能带结构的计算方法,讨论了压电材料中不同分流电路对压电声子晶体能带结构的影响,分析了在能带计算过程中容易出现的几种错误,并给出相应的解决方法.     

AlxGa1—xAs虚晶近似LMTO能带的自洽计算

对于包含芯态的全电子势的ＬＭＴＯ－ＡＳＡ能带计算方法，建议用一种虚晶近拟的合金能带计算方法，中差重研究该方法的能带自洽代计算方案，在ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ合金能带计算中获得合理的虚晶近拟的能带结构。     

CaS,SrS的LMTO—ASA能带计算中d态的作用

CaS和SrS晶体的能带结构,LAPW和Hartree-Fock方法的计算结果差别很大,前者为间接带隙而后者为直接带隙,本文在LMTO-ASA计算方法中,采用两种不同处理d态的计算方案,分别得到与LAPW和Hartree-Fock两种计算方法对应的能带结构,研究了空d态处理方法对Cas和SrS能带结构计算结果的影响。     

Al_xGa_（1－x）As虚晶近似LMTO能带的自洽计算

对于包含芯态的全电子势的ＬＭＴＯ－ＡＳＡ能带计算方法，建议用一种虚晶近似的合金能带计算方法（ＬＭＴＯ－ＡＳＡ－ＶＣＡ），文中着重研究该方法的能带自洽迭代计算方案，在Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ合金能带计算中获得合理的虚晶近似的能带结构。     

电子声子相互作用对Graphene能带的修正

研究了电子声子相互作用对Graphene电子能带的影响,把电子和LO光频声子相互作用当作微扰,用微扰论方法计算了电子声子相互作用对电子能带的修正.计算结果表明,在费米面附近,Graphene电子能带下移,电子费米速度下降.计算结果和实验测量基本符合.     

应用平面波展开法计算色散和各向异性二维磁性光子晶体的带隙

磁性光子晶体因其构成材料磁导率不为1且受外加磁场调节,近年来被广泛讨论,对磁性光子晶体能带的计算也随之成为热点.本文首度研究了由色散且各向异性材料构成的二维磁性光子晶体能带的计算方法,从Maxwell方程组推导出具有复杂电磁参数的周期结构能带计算的本征方程,对经典的平面波展开直接求特征值法做出改进,利用寻根方法计算出由Mg-Mn铁氧体圆柱和有机玻璃构成的三角格子二维磁性光子晶体在外加磁场下TM模式的能带结构.计算得到的带隙位置与相同结构的光子晶体全波仿真的传输谱相一致,与实际制备的磁性光子晶体样品的实验测量结果也相当吻合,证明了改进的平面波展开法在色散和各向异性材料构成的光子晶体能带计算中准确性和可靠性,进而肯定了平面波展开法在任意电磁参数特性的光子晶体能带结构计算中的适用性.     

石墨烯电子能带结构的计算

基于碳原子的sp~2杂化理论和能带理论,运用紧束缚近似方法计算了石墨烯的能带结构,分析了石墨烯二维电子气的性质.     

异质结价带边不连续△E_v理论计算中d态的作用

由半导体的LMTO能带计算平均健能E_1,并以平均键能E_1作为参考能级计算共阴离子异质结的△E值.在LMTO能带计算中采用不同处理d态的计算方法,系统地研究d态在△E,理论计算中的作用,研究结果表明,d态对主要能带的杂化程度显著地影响△E值;适当处理d态之后,以E为参考能级的△E计算方法可以得到接近于界面自洽方法(SCIC或SCSC)的准确结果。     

3C-SiC的能带结构和光学函数的第一性原理计算

利用从头计算的全势缀加平面波理论方法研究了3C-SiC的能带结构和基本的光学函数，得到了Si、C分波态密度和能带结构．介电函数的虚部由能带结构的计算直接得到．经带隙校正后，由Kramers—Kronic（K—K）色散关系计算了介电函数的实部．由得到的介电函数计算了折射率、消光系数和反射率．经比较，计算的结果与已有的实验数据基本相符．     

MgO能带结构的LMTO—ASA计算

来用LMTO-ASA能带从头计算方法计算MgO晶体的能带结构,根据添加空球与否和对d态处理方法的不同,分成四种不同的计算方案,结果表明,其中添加空球并利用Lowdin微扰法计入空d态的计算方案所得的结果与从头计算的赝势法的计算结果相当符合,该方案仅用16×16阶久期方程,计算量小,准确性高,可以给出MgO的合理的能带结构。     

立方相CdS能带LMTO计算

本文利用ＬＭＴＯ－ＡＳＡ方法研究了具有闪锌矿结构的ＣｄＳ的电子能带结构．在计算中，Ｃｄ的４ｄ电子作为价电子考虑，自洽计算得到的平衡晶格常数与测量结果相符合．计算给出了主价带宽度，得出与实验一致的价带特征．能带结构计算表明本文的计算结果与实验符合的较好并和其它理论计算结果相一致．     

开孔金属腔屏蔽系数快速算法宽频适用性研究

本文研究了TLM、ILCM、Modal-MOM三种模型计算平面波照射下开孔矩形金属腔宽频带内屏蔽系数的适用性.通过比较这三种模型在0.5～3GHz范围腔体中心点处屏蔽系数的计算结果,并与CST模拟结果进行对比,发现Modal-MOM方法适合用于宽频段屏蔽系数的计算,但在高频时预测出的谐振点有明显频偏.TLM不适用于高频(电尺寸较大孔缝)计算,而ILCM方法不适用于较高频率情况和正方形孔缝的计算,且整体计算结果偏差较大.这些方法的适用范围在工程应用方面具有很好的指导意义.     

应变量子阱能带结构的数值分析

 以InGaAs/GaAs应变量子阱材料为例,讨论了量子阱结构中的应变效应,用k·p微扰理论给出包括重空穴带、轻空穴带和自旋-轨道分裂带相互作用和考虑应变作用的6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量,利用Matlab精确求解,并进行数值模拟得到了布里渊区中心的导带结构、价带结构和包络函数。结果表明,应变的引入使晶体产生畸变,改变了晶体结构的对称性,进而改变了材料的能带结构,提供了一种有效的能带裁剪手段。特点是将带隙、带边偏置比和能带结构计算系统结合起来,构成一个完整体系,该模型同样适用于其他III-V族的半导体量子阱的能带结构。     

圆形光子晶体光纤能带结构的一维近似

利用等效介质结构,将圆形光子晶体光纤的二维光子晶体结构近似为一维结构,应用平面波法得到其能带结构.考虑实际Bragg光纤与圆形光子晶体光纤的共同之处,同样将其近似为一维光子晶体,得到能带结构,结果与以前直接的一维平面波法得到的能带结构存在细微差异.     

CH3自由基的ν2和ν3基带在高温下的谱线强度

采用密度泛函理论(DFT)的B3P86方法，在6-311G**基组水平上，优化出CH3自由基的稳定构型为双重态D3h构型，并得出基态的简正振动频率、转动常数.在此基础上，根据对称陀螺分子红外光谱跃迁定则，计算了谱线跃迁频率.使用以上数据，我们研究了不同温度下CH3自由基ν2平行谱带谱线强度，并分析了谱线强度随温度的变化规律.结果表明直到1600 K时，谱线强度计算值和实验结果符合很好.表明对CH3自由基在高温下谱线强度的计算方法是成功的.进而计算了CH3自由基在2000和3000 K时ν2谱带谱线强度及模     

堆叠方法与堆叠层数对扶手型石墨烯纳米带电子能带的影响

摘要：根据紧束缚模型理论,研究了AA堆叠与AB堆叠的双层扶手型石墨烯纳米带和少层扶手椅型石墨烯纳米带的能带结构,并相应地给出了解析解．改变双层扶手型石墨烯纳米带空间的拓扑结构,能带与能隙也相应地随之变化;另外,当扶手型石墨烯纳米带的带宽n不变时,随着层数的增加,能带结构随之变化,能隙则成指数型减小．     

二维电磁晶体带隙结构的PWE法分析

针对常见的电磁晶体带隙分析方法存在耗时、不易理解等问题,推导了二维电磁晶体的平面波展开法(Plane Wave Expansion,PWE)模型,并采用平面波展开法分析了不同形状填充单元二维方格子电磁晶体的带隙结构。将电场(或磁场)、介电常数(或其倒数)展开为双重傅里叶级数,然后将其代入所满足的标量波动方程中,经过运算整理得出二维电磁晶体的本征方程,求解该方程,就可得到电磁晶体的带隙结构。计算结果表明,填充单元尺寸和相对介电常数均对带隙结构存在影响。最后,采用周期延拓,得出了两种电磁晶体的等效结构。通过结构等效,无需再推导相应电磁晶体的结构系数,利用本文的平面波展开法模型即可实现其带隙结构的求解,因而实现了简化分析。仿真数据与文献中的实验数据对比,验证了本方法的有效性。