纤锌矿结构ⅱ-ⅵ族zn化合物半导体晶格动力学和热力学性质的第一性原理研究

《纤锌矿结构ⅱ-ⅵ族zn化合物半导体晶格动力学和热力学性质的第一性原理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、内蒙古大学硕士学位论文纤锌矿结构II--VI族Zn化合物半导体晶格动力学和热力学性质的第一性原理研究姓名：康云松申请学位级别：硕士专业：物理学指导教师：赵国军20120515纤锌矿结构II—VI族Zn化合物半导体晶格动力学和热力学性质的第一性原理研究摘要近年来，II．Ⅵ族化合物半导体其独特光学性质，以及在激光、红外设各、和其它光学领域重要的应用，引起了人们极大兴趣，并被进行了广泛研究。II—VI族化合物主要是宽带隙半导体，能隙覆盖整个可见光谱范围，几乎可以给出从紫外到红外波段的发光。在常温常压下，II．VI族Zn基化合物具有立

2、方闪锌矿和六方纤锌矿结构，且为直接带隙的宽禁带半导体。目前的研究和应用主要集中在立方闪锌矿结构的Zn化合物半导体材料，六角纤锌矿结构的Zn化合物半导体的研究还有待于进一步深入。‘本文运用基于密度泛函理论的第一性原理方法对IIB-VIA六角纤锌矿znx(X=0，S，Se，Te)化合物半导体的晶格动力学性质和热力学性质进行理论计算。使用密度泛函微扰理论得到了材料的玻恩有效电荷张量、布里渊区中心的声子频率、声子色散曲线，以及相应的总态密度和分波态密度。计算结果表明的玻恩有效电荷张量具有各向异性，体现了材料本身的各向异性。通过对比发现

3、，11点的声子频率与实验值及其它理论计算值符合的较好。根据已获得的声子谱，利用准简谐近似方法计算了晶格振动内能、亥姆霍兹自由能、熵以及定容比热等热力学参数，结果表明Zn0的熵与实验数据符合较好。关键词：II．Ⅵ族Zn化合物；纤锌矿结构；第一性原理；晶格动力学；热力学LATTICEDYNAMICSANDTHERMODYNAMICSPROPERTIESOFII．VIZnCOMPOUNDSEMICONDUCTORSWITHWURTZITESTRUCTUREABSTRACTII—VIcoHlpoundsemiconductorsare

4、beingpaidtoandbeingwidelyresearchedinrecentyearsduetotheirspecialopticalproperties，andmeirimportantapplicationsinthelaser，in行aredandotheropticalfields．II-VIcoⅡ1poundar．emainlywidebandg印ssemiconductors，theirballdgapscoVerthewh01eVisible1ightspectra，areradiate1ightalm

5、ost舶mtheultravi01ettoinf．raredragions．At砌bientconditions，II—VIZn-basedcIystaUizesinthewurtziteorsphaleritestmctureiswide—gapsemiconductorswithadirectelectronicbandgap．Atpresent，theresearchandapplicationofZnconlpoundsemiconductorsfocusoncubiczincblendstmcture，andther

6、esearchofthehexagonalZncompoundsemiconductorswithwurtzitestillbeneedednlrther．Inthispaper，usingthefirstprinciplesmethodbasedondensity如nctionaltheoryjwecalculatedlatticedynamicsandthermodynamicpropeniesoftheIIB—．VIAZn-basedsemiconductorcompoundsZnX(X=O，S，Se，1、e)．Usin

7、gdensity一向nctionalperturbationtheory，weobtaintheBomef诧ctivecha略etensorsofmaterials，thephononf}equenciesattheBrillouinzonecenter，andthephonondispersioncurVes，aswellascorrespondingdensityofstatesandpartialdensityofstates．TheresultofcalculationdenotesthatBomeffectiVech

8、a玛etensorsareanisotropic，exhibittheanisotropyofmaterialitselfBycomparison，wefoundthatthecalculatedphononf诧quenciesatthe11pointshowreasonab