Ca-,2-X（X=Si、Sn）電子結(jié)構(gòu)和光學特性研究.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的第一性原理贗勢平面波方法，對環(huán)境半導體光電子材料Ca2Si和Ca2Sn的塊體、硅基外延生長及應力作用下的電子結(jié)構(gòu)及其光學性質(zhì)進行了詳細的計算研究。 計算了Ca2Si正交相和立方相塊體、硅基外延和應力作用下的立方相Ca2Si的電子結(jié)構(gòu)及其光學性質(zhì)。結(jié)果表明：塊體Ca2Si的正交相和立方相都是典型的直接帶隙半導體，帶隙分別為0.32eV、0.56eV。正交相的光學性質(zhì)是各向異性的，光學性質(zhì)主要由Si的3p態(tài)

2、電子向Ca的3d態(tài)的帶間躍遷所決定；立方相結(jié)構(gòu)在費米面附近Si的3p和Ca的3d態(tài)電子發(fā)生雜化，并且第一躍遷有很高的振子強度。對異質(zhì)外延關(guān)系為Ca2Si(001)//Si(100)立方相的Ca2Si計算結(jié)果顯示：由于Ca2Si/Si界面的晶格形變引起能帶畸變使得Ca2Si的直接帶隙值減小，帶隙值為0.47eV，其價帶主要是由Si的3s、3p態(tài)電子構(gòu)成，導帶主要是由Ca的3d態(tài)電子構(gòu)成，靜態(tài)介電常數(shù)為12.48，折射率為3.53。應力作用

3、下的立方相Ca2Si結(jié)果顯示：壓力造成了晶格常數(shù)的擬線性減小，能帶也隨壓力的增大而減小了。受能帶減小的影響，光學性質(zhì)介電函數(shù)、復折射率、吸收系數(shù)等響應向低能量范圍漂移。 計算了Ca2Sn正交相和立方相塊體、硅基外延和應力作用下的立方相Ca2Sn的電子結(jié)構(gòu)及其光學性質(zhì)。計算結(jié)果表明：塊體Ca2Sn正交相是直接帶隙半導體，帶隙為0.19eV。立方相為準直接帶隙半導體，帶隙為0.70eV。正交相Ca2Sn的光學性質(zhì)顯示三個極化方向a、