zno材料电子结构的模拟计算与特性分析

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1、ZnO材料电子结构的模拟计算与特性分析：方向是通过密度泛函理论研究新材料的电子结构性质，对ZnO材料进行第一性原理研究，研究涉及的材料物性包括几何构型、电子结构特性等方面。所使用的是线性化缀加平面波方法的基本理论（LAPT：1.97　　第一原子位置：x=0.33333；y=0.666666；z=0.5　　第二原子位置：x=0.66666；y=0.333333；z=0　　O原子：原子序数8.0；RMT：1.97　　第一原子位置：x=0.33333；y=0.666666；z=0.8819　　第二原子位置：x=0.6667；y=0.33333；z=0.3819　　在计算中取1

2、000个k状态进行自洽计算　　从ZnO的晶体结构可以看出，他是是典型的对称四面体，每一个晶胞包含两个Zn阳离子和两个O阴离子。整个晶体可以看成是沿着C轴依次排列的双层O-Zn粒子群（例如：沿0001方向），晶格常数c/a=1.602。　　2ZnO材料计算结果与讨论　　运用的方向），对于ZnO的化合过程，Zn的d轨道并不起作用。同样可以从图中看出，O的s轨道处于离价带顶较远的位置，在-18ev附近形成了一段很窄的能带，其他的轨道都不和O的S轨道有交集。　　图10ZnO能带图与电子态密度分布图的对比（ev）　　由ZnO的电子态密度曲线可见，ZnO的导带极小值和价带极大值均位

3、于处，ZnO的总能带由导带，价带和禁带三部分组成，它的价带分布在0到-6ev的能量范围内，导带分布在1.25ev以上的能量范围内，禁带带隙为1.25ev，由于禁带宽度较窄，可以看出ZnO符合典型半导体的能带特征。　　由能带图及态密度图可以得出ZnO是典型的半导体材料，因此它具有半导体的特殊性质，如：导电性，光电性，热电性质以及磁和压阻效应等。　　3结语　　本论文采用了基于密度泛函理论的线性化的缀加平面波的方法对ZnO材料进行研究。对材料的计算采用了GGA交换相关能近似。计算结果表明，ZnO具有半导体的特性，ZnO能量最低的价带是O原子的2s态波函数构成，费米面附近的价带

4、由大部分Zn的3d态参杂O原子的2P态和波函数共同构成。他是典型的半导体材料。　　目前，对锡瓷半导体的研究和应用仍然十分广泛，因此，本课题在凝聚态物理的基础理论研究方面具有较为深远的意义。