關(guān)于SiC和AIN一維材料電子譜及其光學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、SiC和AlN材料由于其獨特的結(jié)構(gòu)和眾多新穎、優(yōu)異的物理化學(xué)性能成為近年來材料界以及凝聚態(tài)物理研究的前沿與熱點。與其他半導(dǎo)體材料有所不同，SiC和AlN納米管雖為半導(dǎo)體材料，但其能帶結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，為一維納米結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用提供了一個誘人的前景。由于它們的獨特之處，近幾年來引起了人們的廣泛關(guān)注。
　　 本文采用基于密度泛函理論的CASTEP軟件包對SiC和AlN材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進行了研究，主要涉及以下內(nèi)容：
　　

2、 計算了一系列管徑不同的單壁SiC納米管的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電子結(jié)構(gòu)。計算結(jié)果表明：為了獲得更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，碳化硅納米管中Si-C之間采取的是sp2雜化而不是sp3雜化，而且管徑越大結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。從其能帶結(jié)構(gòu)看SiC納米管都是半導(dǎo)體性的，并且還可以發(fā)現(xiàn)扶手椅型SiC納米管是間接帶隙材料而鋸齒型SiC納米管是直接帶隙材料。由電子的態(tài)密度分布可以看出價帶和導(dǎo)帶分別由C原子和Si原子占據(jù)，同時我們還發(fā)現(xiàn)單壁碳化硅納米管的帶隙會隨著管徑的增加而單調(diào)遞增，

3、最終會和碳化硅（111）晶面的帶隙值趨于一致，而彎曲誘導(dǎo)的σ-π雜化以及π和π*之間的互斥作用可能是造成帶隙不斷增加的原因。最后分析了碳化硅納米管的光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其光學(xué)性質(zhì)是各向異性的。此外利用密度泛函微擾理論計算了（6，6）SiC納米管布里淵區(qū)Gamma點振動模式的紅外吸收譜，并且與SiC體材料以及（111）面的紅外吸收譜進行了比較分析。
　　 計算了一系列管徑不同的單壁鋸齒型AlN管的電子譜和光學(xué)常數(shù)以及AlN（6，0）管的