NaI晶体电子结构的研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第29卷第1期河南大学学报(自然科学版)Vd．29No．11999年3月J0【IofH豇1日nUnive~(NaturalScien~Mar．1999NaI晶体电子结构的研究卜GlA-崔玉亭，谢凤萍商丘F辆睬：d60∞__}}、f摘要：利用EHIdO方法结合特殊点方案和自包窖子程序，计算了N缸晶体的态密度．确定了价级位置，得出了其能席和价带宽度．关键词’00苎’一迫坠茎塑堕晶件屯亍{c句分类号：0481．1文棘标识码：A论文编号：1013—4978

2、(1999)01．0011—15TheElectronicStructureofNaICrystalcU【Yu吨，班F．啷D时辊‘，岛翻g口缸Teac／~GdJe~e，盛叼g口缸47600rm，舳蛳ByIIⅢ0f咖tO．眦№P0ilit删Ⅱe．andthe础．舢岫，ealcula~dd把n。f曲e田咖船0fNal忸ys【aI，theP商0fthev丑，d把andthewofthebmddl畸w0r出：de6∞0f5I{；e四rgaps；widl~0fvaIeTbends碱卤化物是高离子性的、宽带

3、绝缘体．在碱卤化物中，氟、氯、溴化物在理论和实验上都进行了较为广泛的研究【1,2,3,41，但对碘化物如Nal晶体电子结构的性质。理论上的研究却甚为鲜见．为此，本文用EHMO方法结合特殊点方案【5】，利用自包容子程序l6】，采用Ham／lto~非对角元的改造形式【4J，计算了Nal晶体的电子结构．考虑到碱卤化物结柑相同(都为面心立方晶体)。这些晶体的内禀属性和光谱结构有相同的性质为便于与已有的实验数据和理论计算结果比较，同时也计算了NaF、NaCl、NaBr晶体．结果发现，采用的方案不但计算简便

4、，而且NaF、NsCl、NaBr晶体的计算结果与实验数据和其他理论计算结果符合较好，从而确定了Nal晶体的价级位置、能隙和价带宽度．1计算方法和参数选取基仍取成斯莱特形式(STO)，哈密顿对角元取成相应的价态电离电势(vs)的负值．NaF、NaCI、NaBr、NaI晶体的斯莱特类型轨道指数和价态电离电势取值见表1．暗密顿非对角元采用收稿日期：1998—11．20．基金顷目：河南省科技攻关计划项目(981160209)作者简介：崔玉亭(1964一)．男．讲师，硕士维普资讯http://www.cq

5、vip.com河南大学学报(自然科学版)1999拒改进的形式【壁二叭H-△)：．㈩△=等毪．表1斯莱特类型轨道指数和价态电离电势(单位：eV)原子轨道轨道指数价态电离电势3S0．83(a)5．14(b)Na3P0．82fa)3．04fb)2S2．56(a)35．85(b)F2P255fa)1742(b)3S234(a)24．64fb)Q3P2．04(a)1297(b)4S2．59(e)27．01(e1Br4P2．13(e)12．44(c)5S2．68(c)23．00(c)I5P232(e)12．

6、70fc)(B)ECle~a5andc．R撕，AtD出HI1dINtnTable~14，177(1974)．{b)A．A．RIiBandB．M．5mhl~．ce‰∞^【嘣，^10le∞，andIm目(％。瞎，Berlin，1985)；F．Hermmands．skiI．At~aieStm帅C．deul~(Prentiee-Pad№0d0捣，Nw，J∞，1963)．(c)R．H．r㈣ⅡeandR岛哪m，JAmch咖，98，7240(1976)．这里取=1．72．本征方程由下式给出口1：m(k)一E慷

7、)sfk)jCfk)=0．f2)日、sr膏J、c(kj为复厄米矩阵．矩阵对角化时，非对角元小于1ol取为零．能态密度的数值表达式由下式给出D：∑士cc一．f3j丌其中，cj是第i个晶体轨道上第P原子轨道的轨道系数，是第i个轨道的轨道能量，分别对应着本征方程的本征矢和本征值．为一平滑因子，这里取=0．2eV，是指定的某能态的能量．总态密度(TDOS)对所有的原子轨道求和，局域态密度(IJn0S)对原子轨道的求和被定域在特定原子上．NaF、NaCI、NaBr、Nal晶体皆为面心立方，其晶格常数分别为

8、0．462nm、0．563ran、0．596nm、O．646r_81，第一布里渊区为截角八面体，依据D．J．cl1adil1等人的特殊点方案选取的1O个特维普资讯http://www.cqvip.com第1期崔玉亭等：Nal晶体电子结构的研究殊点及相应的权重因子见表2表2特殊点殛权重园子k点权重因子k点权重因子731371138’8’8168’8’832511353338’8’8328’8’83253l35ll38‘8’8168’8’832333l33138’8’8328’8’8327l1311