PbS團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及光學(xué)和電子特性的研究.pdf

1、在過(guò)去的幾十年，半導(dǎo)體團(tuán)簇不僅由于其在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要性，而且由于其在微電子和光電子領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值，一直是團(tuán)簇研究的熱點(diǎn)之一。特別是PbS半導(dǎo)體良好的電子和光學(xué)特性在紅外探測(cè)，以及高度集成的紅外探測(cè)器上有較大的優(yōu)勢(shì)，尤其是最近發(fā)現(xiàn)用PbS和金屬材料做出的探測(cè)器的檢測(cè)靈敏度與當(dāng)今最好的探測(cè)器相比可提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，已引起人們的高度關(guān)注。
　　 本文采用遺傳算法產(chǎn)生PbS的基本結(jié)構(gòu)，然后基于密度泛函理論的第一性原理方法，在廣義梯

2、度近似(GGA)下，計(jì)算了中小尺寸PbnSn(n=1-9)團(tuán)簇的基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、結(jié)合能及能隙等；另外，本文研究了過(guò)渡金屬元素Mn摻雜PbnSn(n=5-9)團(tuán)簇，得到主要結(jié)論如下：
　　 (1)得到了PbnSn(n=1-9)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)，對(duì)稱性以及鍵長(zhǎng)、鍵角。
　　 (2)在n=1-9內(nèi)，PbnSn團(tuán)簇的結(jié)合能隨尺寸的增加而增大，團(tuán)簇尺寸比較小時(shí)，變化較快，隨著尺寸的繼續(xù)增大，變化趨勢(shì)平緩，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。
　　

3、 PbnSn團(tuán)簇的結(jié)合能、能隙和能量的二級(jí)小量在n為4和6時(shí)有局域極大，n為5和7時(shí)有局域極小。并進(jìn)一步分析了團(tuán)簇的紅外光譜，驗(yàn)證了光譜振動(dòng)特性，首次報(bào)道了PbS團(tuán)簇的態(tài)密度。
　　 (3)在n=5-9內(nèi)，過(guò)渡金屬元素Mn摻雜PbnSn團(tuán)簇的結(jié)合能和能隙呈輕微的振蕩趨勢(shì)，n為6和8時(shí)有局域極大，n為7時(shí)有局域極小。摻入Mn原子后平均結(jié)合能增大，提高了團(tuán)簇的穩(wěn)定性，Pbn-1Mn1Sn和Pbn-2Mn2Sn團(tuán)簇的磁矩隨尺寸的增加