闪锌矿inas及其三元混晶inas1-xpx材料的第一性原理研究

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1、学校代码：10126分类号：——学号：312垒鱼QQ5编号：——论文题目闪锌矿InAs．及其三元混晶InAs1Jx材料的第一性原理研究学院：专业：研究方向：姓名：指导教师：物理科学与技术学院物理学凝聚态物理王岩王志平教授2015年5月1日l涨舢咖删删删唧幽则删Y28401鳗原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同学位论文作者签名：生名指导教师签名：—巴f‘^日期：铀f釜．Z，』日期

2、：在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。学位论文作者签名：垂丝指导教师签名：学位论文作者签名：垄丕指导教师签名：日期：轺f立!厶』日期：内蒙古大学

3、硕士学位论文闪锌矿InAs及其三元混晶InAsl《R材料的第一性原理研究摘要随着半导体技术的飞速发展，以InAs和IIlP为代表的III．V族半导体化合物在可调器件和光电设备等方面有广泛应用，因而它们受到了世界各地研究人员的重大关注。IIAs属于直接带隙且带隙值较小的半导体之一，而且是III．V族半导体化合物中极其重要且用途极为广泛的半导体材料之一，因此它就会具有一些较突出的物理特性，例如载流子浓度较高、消耗功率较低、迁移率比较高、耐高温且抗辐射等等一系列的特点。近几年来，为了更好地改善InAs材料的性能，使其能在更多的领域被应用，合理的改变InAs的组份是目前最常用的方法，InA

4、s不仅是重要的光电子材料，也是纳米物理和化学的重要材料之一，有巨大的应用价值和科学意义。本文的研究内容主要是闪锌矿半导体材料InAs和三元混晶InAsl哨n的电子结构和光学性质。具体内容如下：首先，在密度泛函理论的基础上，采用第一性原理研究方法，在计算过程中所采用的近似方法为广义梯度近似(GGA)下的WC梯度修正函数，主要给出了Il认s在结构优化后的晶格常数，然后在晶格优化的基础上计算了带隙值、带隙修正、能带结构态密度。其次，计算得到了三元混晶InAsl也电子结构。最后，在第一性原理研究方法的基础上，计算出InAs及其三元混晶InAsl呵R的光学性质。本文的主要研究成果：第一、闪锌

5、矿半导体InAs在结构优化后所得到的晶格常数是6．13A，与实验值6．05A相吻合。当P的组分依次分为O、O．125、O．25⋯⋯、内蒙古人学硕士学位论文O．875、1．O时，其相应的晶格常数在逐渐减小。带隙值从尾=OeV逐渐增大，这些数据其他理论结果均相一致。二元晶体、三元混晶的带隙值的计算值较实验值略小，故我们把带隙值利用公式法进行了修正，之后所得到的带隙值与实验值相互吻合；第三、随着P元素组分的增加，其相应的光学性质(介电函数、能量损失等)特性曲线发生红移现象。关键词：半导体化合物；电子能带结构；态密度；光学性质n内蒙古人学硕士学位论文FIRST-PR烈CIPLESTUDYO

6、NInAsANDTE剐NARYMIXEDCRYSTALMATERIALInAsl吖RABSTRACTInAsisnotonlyanimportantmaterialoptoelectronics，butalsoinnano—physicsandchemis仃ywithgreatValuealldscientmcsignificance．AstherepresentatiVesofIII—Vcompoundsemiconductors，theInAsandInPhaVebeenwidely印pliedintlmalbleandoptoelectronicdeVicesgearingt

7、otherapiddeVelopmentofsemiconductortechnology．TheyhaVealsobeenintensiVelysmdiedonforthisreason．InAsisonetypeofsemiconductorwithsmalldirectbandgap，andalsooneoftheextremelyimponantandVersatileIII—Vsemiconductorcompoundmaterialswiththefoll