紧束缚方法计算Ⅲ-V族半导体(311)B表面电子结构

本文用紧束缚方法计算了Ⅲ V半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs(311)B表面的表面电子结构 .半导体材料的体电子结构采用考虑次近邻相互作用的sp3 模型描述 ,表面电子结构通过求解形式散射理论的格林函数方程得到 .我们给出了四种半导体材料的表面投影能带结构和与它们相对应的各个表面态 ,讨论了各个表面态沿表面布里渊区高对称线Г Y S X Г的色散关系 .通过比较给出了Ⅲ V半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs等 (311)B表面共同的表面电子结构特征     

紧束缚方法计算Ⅲ-Ⅴ族半导体(311)B表面电子结构

本文用紧束缚方法计算了Ⅲ-Ⅴ半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs(311)B表面的表面电子结构.半导体材料的体电子结构采用考虑次近邻相互作用的sp3模型描述,表面电子结构通过求解形式散射理论的格林函数方程得到.我们给出了四种半导体材料的表面投影能带结构和与它们相对应的各个表面态,讨论了各个表面态沿表面布里渊区高对称线Γ-Y-S-X-Γ的色散关系.通过比较给出了Ⅲ-Ⅴ半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs等(311)B表面共同的表面电子结构特征.     

GaAs(114)A表面投影能带和表面态分析

基于GaAs(114)A表面的几何结构，采用散射理论的格林函数方法，首次从理论上计算了GaAs（114）A表面的电子结构，得到了该表面的投影能带结构，并从键合结构上分析了各表面态的轨道特征和色散特性，结果表明，在基本带隙中有4个表面态，异极带隙中有2个表面态，这些表面态分别与表面的离子悬挂键相对应。     

GaN,AlN和BN(110)表面反常弛豫的电子结构计算

在紧束缚模型框架下采用形式散射理论方法计算了具有闪锌矿结构的化合物半导体GaN,AlN和BN(110)反常弛豫表面的表面电子结构，讨论了表面弛豫对表面电子结构的影响，并将结果同GaAs(110)表面的表面电子结构作了比较.     

反常弛豫的CuCl（110）表面电子态研究

采用考虑 d电子相互作用的spd紧束有闪矿结构的半导体（CuCl的体能带，用形势散射理论方法计算了驰豫的CuCl(110)表面电子结构，给出了表面投影带结构和表面波矢分辨的层态密度，计算结果表明，表面驰豫主要是表面层p-p和p-d的重新杂化而引起的。     

反常弛豫的CuCI(110)表面电子态研究

采用考虑d电子相互作用的spd紧束缚模型描述具有闪矿结构的半导体CuCl的体能带,用形势散射理论方法计算了弛豫的CuCl(110)表面电子结构,给出了表面投影能带结构和表面波矢分辨的层态密度．计算结果表明表面弛豫主要是表面层p-p和p-d的重新杂化而引起的．     

Si（313）表面电子结构特性的理论研究

利用形式散射理论的格林函数方法及紧束缚最近邻近似下的sp3s模型，首次计算了半导体Si的（313）高指数表面的表面电子结构.采用层轨道表象及表面投影技术，给出了（313）表面在二维布里渊区高对称点的波矢可分辨的电子态密度和表面投影能带结构.计算结果表明（313）表面在-10eV到+2eV的能区内存在6个主要的表面态.在此基础上讨论了各表面态的色散特性、轨道特性和局域特性等.     

Si（313）表面电子结构特性的理论研究

利用形式散射理论的格林函数方法及紧束缚最近邻近拟下的sp^3s模型，首次计算了半导体Si的（313）高指数表面的表面电子结构。采用层轨道表象及表面投影技术，给出了（313）表面在二维布里渊区高对称点的波矢可分辨的电子态密度和表面投影能带结构。计算结果表明：（313）表面在－10eV到＋2eV的能区内存在6个主要的表面态。在此基础上讨论了各表面态的色散特性、轨道特性和局域特性等。     

钇钡铜氧超导体表面电子特性研究

基于散射理论的格林函数方法，采用三近邻紧束缚模型描述超导氧化物YBCO的体电子结构，对YBCO（001）表面的3种可能截断的铜氧表面电子结构进行了计算，计算结果表明，相对于体电子结构特征，理想截断的CuO表面，其表面电子结构和体电子结构的差别较大，突出表现为在费米能级附近态密度有很大减少，相反，对另外两种理想截断的CuO2表面，没有表现出这种差别，计算给出了表面投影能带结构和表面角分辨的能级谱，并将这些计算结果同已有实验结果作了比较。     

弛豫InAs（110）表面的电子结构理论研究

采用最近邻的紧束缚的ｓｐ＾３．ｓ模型，利用形式散射理论的格林函数方法，计算了ＩｎＡｓ（１１０）弛豫表面的电子结构给出了表面投影能带和Ｍ占的层态密度，分析了产生表面态的原因和轨道特性以及弛豫引起表面态的变化，所得结论与实验和其他理论结果相符合。     

GaN(110)表面原子及电子结构的第一性原理研究

用缀加平面波加局域轨道方法计算了立方GaN及其非极性 ( 1 1 0 )表面的原子结构和电子结构 ,得到的GaN晶格常数及体积弹性模量与实验值符合得很好 .用层晶超原胞模型计算立方GaN ( 1 1 0 )表面的原子和电子结构 ,发现表面顶层原子发生键长收缩并旋转的弛豫特性 ,表面阳离子向体内移动 ,与周围阴离子形成sp2 杂化 ,而表面阴离子则形成p3 型锥形结构 .其面旋角为 1 4 .1°,比传统的Ⅲ V族半导体 ( 1 1 0 )表面面旋角 ( 30°± 2°)小得多 ,这主要与材料的离子性有关 .此外 ,在带隙附近还发现了两个表面态 ,一个是占据的表面态 ,主要是由N的p电子构成的 ;另一个是空态 ,主要由阳离子的轨道构成 .在驰豫后 ,这两个表面能带都移出带隙 ,分别进入导带和价带 ,形成共振表面态     

纤锌矿氮化物半导体中电子-声子相互作用对表面电子态的影响

采用变分法研究了半无限纤锌矿氮化物半导体中电子表面态问题. 计及电子与表面光学声子相互作用和结构异性的影响导出了系统的有效哈密顿量, 获得了电子表面态能级、电子与表面光学声子相互作用能量分别随表面势垒的变化关系. 对GaN, AlN和InN进行了数值计算.结果表明,电子与表面声子的相互作用使电子的表面能级下降, 并且纤锌矿结构的GaN和AlN中电子-声子相互作用能量较闪锌矿结构大,而对InN情况正好相反.在计算的所有材料中纤锌矿材料的电子表面能级比闪锌矿的低几百meV.电子与表面光学声子相互作用对表面电子态的影响不应被忽略.     

表面品格振动的高分辨电子能量损失谱研究

阐述了利用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究表面晶格振动的原理和方法,结合2种不同类型的半导体GaAs(110)和Si(111)表面声子谱的实验观察,讨论了表面声子谱的特征。确定了GaAs(110)剖理面在液氦温度下及Si(111)剖理面在室温下的表面声子能量分别为35.6和56meV,其1次增值峰对损失峰的相对强度分别为0.002和0.1。     

Au吸附在GaAs（110表面的研究

研究了Au吸附在GaAs(110)表面的吸附构型,并计算了表面态密度和表面能带结构.计算结果表明,可以认定Au与Ga的悬挂键杂化成键,从而引起2条附加的能带,一条位于禁带之中,距价带顶为0.9ev;另一条与价带共振,离价带顶为0.7ev,所得结果与实验结果相一致.     

α-Al2O3(0001)表面电子结构的理论研究

采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法，在周期边界条件下的k空间中，对最外表面终止层为单层Al的α-Al2O3(0001)表面结构进行了弛豫与电子结构计算研究．通过分析表面弛豫前后表面电子密度、态密度变化，表明表面能级分裂主要来自于O的2p轨道电子态变化，α-Al2O3(0001)表面明显地表现出O的表面态．通过电子局域函数图，进一步分析了表面成键与表面电子分布特性．     

拓扑绝缘体Bi_2Te_3薄膜电子结构第一性原理研究

采用基于密度泛函理论第一性原理从头计算的MedeA-VASP软件包,在计算电子结构时考虑自旋轨道耦合作用的情况下,系统地计算了拓扑绝缘体Bi_2Te_3体块及其密排面(0 1 1-5)薄膜从1层到6层的电子结构.通过计算发现,Bi_2Te_3体块是带隙为0.146eV的半导体,随着薄膜层数的逐渐递增,Bi_2Te_3密排面(0 1 1-5)薄膜出现了无能隙的拓扑表面态,这一结果与Bi_2Te_3(111)面的结果一致.     

BN(110)弛豫表面电子结构的理论研究

本文利用形式散射理论的格林函数方法，采用考虑最紧邻的sp^3s^*模型描述体带，计算了BN（110）面的电子结构，分别给出了理想表面和驰豫表面的投影带结构和波矢分辨的层态密度，并进行了较详细的讨论。结果表明：BN（110）DM面的电子结构与大多数Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半导体的（110）面的电子结构定性上是类似的，但在各表面态的能级位置、色散特性和轨道特性等方面均有较大的差别。这与它的反常弛豫有一定的关系。     

压力下半导体GaAs的电子表面态

使用插值拟合近似获得晶格常数、带隙随压力的解析表示，采用变分法研究了流体静力学压力对半导体GaAs电子本征表面态的影响，数值结果表明，随压力增加电子表面态能级明显向上移动，且电子趋近表面。     

AlGaAs/GaAs多量子阱表面光伏的真空特性

测量AlGaAs/GaAs多量子阱在不同真空度中的表面光伏谱,研究半导体量子阱表面态的真空敏感机理.半导体量子阱表面光伏与真空度有关,主要是由于表面吸附的氧原子的作用.     

MS计算半导体性质的应用

主要通过系统能量最低,结构最稳定原理,采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）赝势平面波方法,对半导体的电子结构（能带结构、电子态密度）和光学性质（复介电函数、折射率、反色率、吸收系数、能量损失函数及能量损失谱）等进行了理论计算,能带结构计算表明是属于间接或者是直接带隙半导体以及禁带宽度;其能态密度确定的是哪个原子层电子来决定能态密度;计算了半导体的介电函数、反射率、折射率及吸收系数等。比较计算结果与已有的实验数据是否符合较好。