用喇曼光谱研究半导体带隙和合金组分

阐述了从喇曼光谱测量三元化合物半导体的双模频移和双模强度比率来确定含金组分。提出了由共振喇曼散射研究半导体的能带结构。实验观测了半导体 GaP在间接带隙(Γ_8?—Χ_(3c))附近的2TA和2TO双声子共振特性。实验表明共振喇曼散射可以测定半导体的直接带隙和间接带隙。     

Ga_(1-x)Al_xAs晶体的2LO和LO_1+LO_2双声子共振喇曼散射

本文研究了Ga_1～xAlxAs晶体的LO、2LO和LO_1+LO_2声子的共振喇曼散射。为了选择带隙对固定激光线调谐的可能性,借助于禁带宽度随Ga_(1-x)AlxAs的组分x而变化以及半导体能带的温度效应来完成本测试工作。用Frohlich耦合机理解释了选择定则禁止的LO声子散射。2LO(Г)和LO_1+LO_2双声子共振喇曼散射都解释为Frohlich相互作用引起的重迭电子一单声子散射过程。测量结果得出室温时Gao.3Alo,7As的直接带隙E_0为2.43eV。     

Ⅳ族过渡金属双硫属TX_2型层状化合物热调制反射光谱的研究

用热调制反射光谱技术研究了IV族过渡金属双硫属化合物TX_2(T=钛:Ti,锆:Zr,铪:Hf;X=硫:S,硒:Se)的带间跃迁光谱结构,首次获得1—9eV(电子伏特)宽能量范围内的热调制反射谱实验结果。讨论了随组分x变化时Ti_(1-x)Hf_xSe_2系统从半金属过渡到半导体的光学性质,特别是带间光谱结构的能量位置与晶格参数以及其他结构参数的异常变化。实验证明了作为组分函数的两个等离子体共振在带间谱中的不同行为。     

直流反应磁控溅射制备Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构和光学性能研究

利用直流反应磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积了(002)方向高度择优生长的纤锌矿结构的Zn1-xCdxO(x=0,0.2)合金薄膜.利用XRD、XPS、TEM、PL对薄膜的结构和光学性能进行了详细研究.结果表明,随着x=0到x=0.2,(002)衍射峰从34.36°偏移到33.38°,(002)方向的晶面间距从0.260 nm增加到0.268 nm,Zn1-xCdxO薄膜的光学带隙也从3.20 eV减小到2.70 eV,相应的近带边发光峰从393 nm红移到467 nm.另外,我们还从能带结构观点对Zn1-xCdxO薄膜的发光机理进行了研究.     

基于密度泛函理论的NiAs型MnTe第一原理计算

运用MaterialsStudio 6.0程序CASTEP软件包建立NiAs型MnTe单胞和1×1×10的超胞模型,采用GGA-PBE-TS近似,得出能带结构和态密度曲线。NiAs型MnTe为间接能隙窄带半导体,带隙为0.843eV;MnTe单胞的下价带在-12.5~-10.5eV,是一条二重简并带。在-6~-3.5eV和0.8~2.6eV主要由Mn原子的d态电子贡献,该Mn原子的d电子的有效质量较大,导致强的电子局域性;MnTe1×1×10超胞的帯隙为0.623eV,下价带位于-13~-11eV,对比单胞略微下移;在上价带和导带区域,MnTe超胞d态电子的能带和态密度都比MnTe单胞的变化平稳,整体形成较宽的赝能隙,说明Mn离子的共价性较强。     

In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)/InP液相外延材料的组分分析

一引言随着光纤通信技术的发展,发射波长λ=1.3μm光纤损耗小、色散低的光源制造已受到普遍重视。由于外延材料是器件制造的基础,因此如何确定和控制四元材料In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)的组分x、y,乃是制造发射波长λ=1.3μm光源的重要问题。四元材料In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)有二个自由度x、y,且其晶格常数和带隙(波长)是x,y的函数(服从Vegard定律),适当调整化学配比可使InGaAsP四元固溶体的带隙在1.35eV～0.74eV(对应波长λ=0.92～1.68μm)范围内变化,能得到与InP衬底相匹配的完整的外延     

铁基超导体中非磁性杂质引起的隙内束缚态

铁基超导体中单个非磁性杂质引起的隙内束缚态可以用来区分S-波和S±-波配对对称性.基于一个两轨道四带紧束缚模型,研究在具有S±-波配对对称性的铁基超导体中单个非磁性杂质对局域态密度的影响,获得杂质共振峰的高度、位置与杂质势的关系.发现在一定的杂质势范围内正、负能侧杂质共振峰出现的位置是对称的,当V_S0.40eV时,正能侧的共振峰分裂为2个峰,V_S=0.70eV附近区间,在次近邻点上的局域态密度中可以观察到4个明显的杂质共振峰,分别位于ω=±3.4meV和ω=±2.2meV处,像这样的隙内束缚态可以通过扫描遂穿实验直接观测.     

硅烷的GW准粒子能带修正和BSE光吸收谱的计算

利用基于GW近似和Bethe-Salpeter方程(BSE)的第一性原理多体微扰方法,计算了二维间接带隙半导体材料椅形硅烷(chairlike silicane)能带的准粒子修正以及光吸收谱。椅形硅烷的电子间强的相互作用显著影响着电子结构,其间接带隙从2.08 eV修正到3.53 eV,直接带隙从2.44 eV修正到3.85 eV。通过比较GW和BSE的光学吸收谱,发现椅形硅烷的束缚激子的束缚能可以达到0.40 eV,远大于硅体材料的15 meV激子束缚能。椅形硅烷的显著激子效应对于硅烯纳米材料的光电子器件应用有重要意义。     

硅烷的GW准粒子能带修正和BSE光吸收谱的计算

利用基于GW近似和Bethe-Salpeter方程(BSE)的第一性原理多体微扰方法, 计算了二维间接带隙半导体材料椅形硅烷(chairlike silicane)能带的准粒子修正以及光吸收谱。椅形硅烷的电子间强的相互作用显著影响着电子结构, 其间接带隙从2.08 eV修正到3.53 eV, 直接带隙从2.44 eV修正到3.85 eV。通过比较GW和BSE的光学吸收谱, 发现椅形硅烷的束缚激子的束缚能可以达到0.40 eV, 远大于硅体材料的15 meV激子束缚能。椅形硅烷的显著激子效应对于硅烯纳米材料的光电子器件应用有重要意义。     

Cd1-xZnxS 能带第一性原理计算

为了计算出 Cd1-xZnxS(0≤x≤1)固溶体催化剂的能带结构,以理想晶体结构和原子取代方式构建了Zn的摩尔分数逐渐变化的计算模型,使用基于密度泛函理论平面波赝势方法的CASTEP 软件进行了计算.从计算所得的能带图上可以得出,Cd1-xZnxS(0≤x≤1)为在G(0,0,0)点的直接带隙半导体,费米能级位于禁带中,距离导带底 0.475 eV 的位置.费米能级和带隙宽度均随 Zn 的摩尔分数增大而增加,其变化规律分别为线性和二次曲线关系.将计算所得的带隙宽度随Zn 的摩尔分数的变化规律与实验规律进行比较,得到了与实验规律符合较好的结果,从而可以更好地理解 Cd1-xZnxS(0≤x≤1)固溶体的光学本征吸收特点.