cdco3电子结构与光学属性的第一性原理研究

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1、CdC03电子结构与光学属性的第一性原理研宄盛虹张水利邵婷婷杨延宁张富春mwwawaaw延安大学物理与电子信息学摘要：采用基于密度泛函理论框架的第一性原理计算方法，利用广义梯度近似方法研究了CdCO3的晶体结构、电子结构和光学属性，理论计算结果表明，CdCO:，属于间接宽带隙半导体材料，带隙宽度为2.59eV,带隙主要由价带顶的Cd4p、02p和导带底的Cd4p、5s轨道能级决定的。而电荷密度结果显示CdC03晶体是一种离子性较强而共价性较弱的混合键半导体，具有强烈的p轨道与d轨道杂化分布特征。利用精确计算的能

2、带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的CdC03M料的光学属性，光学性质的计算结果显示在0l5eV的能量范围内出现了三个明显的介电峰，吸收带边对应于紫外波段。以上结果对于探索基于CdCOjrt米材料的潜在应用具有重要的理论指导意义，也为精确监测和控制CdCO、材料的生长提供了理论依据。关键词：碳酸镉;第一性原理;电了结构;电荷密度;光学带隙;光吸收;作者简介：张富春（1972-），男，陕西定边人，教授，主要从事半导体材料与器件的研光；E-mail:zhangfuchun72@163.com;作者简介：盛虹（1

3、971-）,女，陕西渭南人，副教授，主耍从事物理教学理论及物理实验研究，E-mail:wnshenghong@163.com。收稿日期：2017—11-03基金：国家自然科学基金资助（No.61664008）First-principlesstudyonelectronicstructureandopticalpropertiesofCdCO3SHENGHongZHANGShuiliSHAOTingtingYANGYanningZHANGFuchunCollegeofMathematics&Physics，We

4、inanNormalUniversity;CollegeofPhysicsandElectronicInformation，Yan'anUniversity;Abstract：Thecrystalstructure,electronicstructureandopticalpropertiesofCdCO3werestudiedbyusingthefirst-principlesbasedonthedensityfunctionaltheory(DFT)withinthegeneralizedgradienta

5、pproximation(GGA)•ThetheoreticalresultsindicatethattheCdC03isanindirectbandgapsemiconductormaterialandthebandgapis2.59eV,whichismainlydeterminedbyCd4p，02porbitalenergylevelsatthetopofvalencebandandCd4p，5sorbitalenergylevelsatthebottomofconductionband.Theresu

6、ltsofchargedensityshowthatCdC03crystalisahybridbondsemiconductorstronginionicitybondandweakincovalent,characterizedbyintensep-dhybridorbitals.TheopticalpropertiesoftheCdCO3inwhichtheband-to-bandtransitionareatleadingstatusareanalyzedbythepreciselycalculatedb

7、andstructureanddensityofstate(DOS).Theresultsoftheopticalpropertiesshowthatobviousthreedielectricpeaksappearinenergyrangefrom0eVto15cV,andtheabsorbedgesarelocatedintheultravioletregion.Theaboveresultshaveimportanttheoreticalsignificanceforustoexplorethepoten

8、tialapplicationsbasedonCdCO3materialandoffertheoreticalreferencetopreciselymonitorandcontrolthegrowthofCdC03material.Keyword：CdCO3;thefirst-principles;electronicstructure;chargedensity;opticalba