陶瓷材料RBaCo-,4-O-,7-和Pb薄膜量子尺寸效應(yīng)的第一性原理研究.pdf

1、本論文采用第一性原理又或日密度泛函理論(DFT)方法對材料的性質(zhì)進(jìn)行計算。在第一部分中對新型類鈣鈦礦復(fù)合材料RBaC0407(R=Ca，Y，Yb等)進(jìn)行了研究，優(yōu)化了晶格常數(shù)，并給出了基態(tài)時的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度，討論了目前計算中遇到的問題及解決的思路。 結(jié)果表明：低能級部分主要由Y-4p和O-2s電子提供，能帶組成的大部分是由Ba、o原子組成的BaOl2、Y、O原子組成的Y08和Co、o原子的CoO4基團(tuán)貢獻(xiàn)；給出了Co的+2、+

2、3價態(tài)呈任意配比混合價態(tài)的電子結(jié)構(gòu)圖像，指出了由于費米能級附近電子主要由Co-3d電子支配，而3d的局域性和強關(guān)聯(lián)性使我們目前DFT計算沒能給出費米附近的正確能帶結(jié)構(gòu)。 在本論文第二部分，我們研究了Pb薄膜在自由無襯底、不同極性的GaAs(111)面上的生長以及摻雜Bi后的量子尺寸效應(yīng)(QSE)，分別從襯底和薄膜自身的角度對不同厚度的表面能、功函數(shù)和晶格馳豫等進(jìn)行了計算并比較其影響作用。 對不同厚度的自由Pb薄膜的計算表

3、明，表面能、功函數(shù)和薄膜附近兩層的晶格馳豫隨厚度的變化是一種9ML大周期疊加在2ML小周期之上的振蕩模式，與實驗和其他計算結(jié)果一致；揭示了量子尺寸效應(yīng)在調(diào)制薄膜生長中的作用。 計算了Pb原子在GaAs(111)極性襯底上的生長，包括Ga在頂位和As在頂位的兩種情況。研究表明：體系的表面能、功函數(shù)和晶格馳豫隨著Pb薄膜的厚度出現(xiàn)了強烈的雙層振蕩，自由Pb薄膜比較，拐點的位置和周期隨著襯底及極性的不同有所變化，說明襯底在調(diào)控Pb薄膜