硫化鎘團簇與S摻雜纖鋅礦ZnO的第一性原理研究.pdf

1、本論文在第一章介紹了計算材料科學中幾種主要的計算方法；在第二章介紹了Dmol<'3>和CASTEP模擬軟件所基于的理論基礎；在第三章簡要介紹了基于密度泛函理論的模擬軟件包Dmol<'3>中的一些參數(shù)，并對利用Dmol<'3>研究的Cd<,n>S<,n>(n≤9)團簇的最低能量結構和電子性質(zhì)進行了理論分析；在第四章介紹了利用基于第一性原理的超軟贗勢軟件包CASTEP模擬的S摻雜纖鋅礦ZnO所形成的纖鋅礦ZnO<,1-x>S<,x>化合物的

2、帶隙隨S摻雜量的增加先減小后增加的原因。 本文在廣義梯度近似和全電子非限制自旋的基礎上對硫化鎘團簇進行結構優(yōu)化和電子性質(zhì)模擬，計算結果表明Cd<,n>S<,n>(n≤9)團簇的最低能量結構：當n=2，3時為二維環(huán)狀結構；當n=4-9時為三維籠狀結構。更有意思的是這些三維籠狀結構可以看成是由Cd<,2>S<,2>和Cd<,3>S<,3>團簇的最低能量結構組合而成。Cd<,n>S<,n>(n≤9)團簇的總能量二階有限差分和能隙都顯示

3、，團簇的幻數(shù)為3和6。當n=9時，最低能量結構下的硫化鎘團簇的大小為0.72 nm。這和試驗上制備的硫化鎘量子點的大小具有一定的可比性。研究硫化鎘團簇可以為我們理解硫化鎘量子點的微觀生長機理以及發(fā)光特性等提供理論依據(jù)。 在使用CASTEP模擬軟件包研究本征纖鋅礦ZnO、ZnS以及S摻雜ZnO所形成的纖鋅礦ZnO<,1-x>S<,x>化合物的電子性質(zhì)時，我們的計算結果顯示纖鋅礦ZnO<,1-x>S<,x>化合物的晶格常數(shù)隨S的摻雜