搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Be1-xMgxO合金的能带特性与相结构稳定性研究

郑树文 范广涵 李述体 张涛 苏晨

Be1-xMgxO合金的能带特性与相结构稳定性研究

郑树文, 范广涵, 李述体, 张涛, 苏晨
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法, 对纤锌矿和岩盐矿结构Be1-xMgxO合金的晶格常数、能带特性和形成能进行计算, 分析了不同Mg组分下不同结构的Be1-xMgxO合金晶格常数和能带差异. 结果表明: 随着Mg组分的增大, 纤锌矿和岩盐矿Be1-xMgxO合金的晶格常数都线性增加, 但它们的能隙都逐渐减小. 对于相同Mg组分的Be1-xMgxO合金, 岩盐矿结构的能隙要大于纤锌矿结构. 当Mg组分为0.89时, Be1-xMgxO合金由纤锌矿相转变为岩盐矿相. 为了使理论值与实验值相一致, 对Be1-xMgxO合金的能隙计算值进行修正, 得到纤锌矿和岩盐矿Be1-xMgxO合金的能隙弯曲系数b值分别为3.451 eV和4.96 eV. 对纤锌矿BeO-MgO-ZnO三元合金的能隙和弯曲系数与晶格常数关系做了分析.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61176043)、 广东省战略性新兴产业专项资金(批准号: 2010A081002005, 2011A081301003, 2012A080304016) 和广东省教育部产学研结合项目资金(批准号: 2010B090400192)资助的课题.
    [1]

    Bagnall D M, Chen Y F, Zhu Z, Yao T, Koyama S, Shen M Y, Goto T 1997 Appl. Phys. Lett. 70 2230

    [2]

    Ryu Y R, Zhu S, Look D C, Wrobel J M, Jeong H M, White H W 2000 J. Cryst. Growth 216 330

    [3]

    Ryu Y R, Lee T S, White H W 2003 Appl. Phys. Lett. 83 87

    [4]

    Park W I, Yi G C, Jang H M 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2022

    [5]

    Ohtomo A, Kawasaki M, Koida T, Masubuchi K, Koinuma H 1998 Appl. Phys. Lett. 72 2466

    [6]

    Ryu Y R, Lee T S, Lubguban J A, Corman A B, White H W, Leem J H, Han M S, Park Y S, Youn C J, Kim W J 2006 Appl. Phys. Lett. 88 052103

    [7]

    Kim W J, Leem T H, Han M S, Park I M, Ryu Y R, Lee T S 2006 J. Appl. Phys. 99 096104

    [8]

    Jin X L, Lou S Y, Kong D G, Li Y C, Du Z L 2006 Acta Phys. Sin. 55 4809 (in Chinese) [靳锡联, 娄世云, 孔德国, 李蕴才, 杜祖亮 2006 物理学报 55 4809]

    [9]

    Chen X H, Kang J Y 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 025008

    [10]

    Ding S F, Fan G H, Li S T, Chen K, Xiao B 2007 Physical B 394 127

    [11]

    Shi L B, Li R B, Cheng S, Li M B 2009 Acta Phys. Sin. 58 6446 (in Chinese) [史力斌, 李容兵, 成爽, 李明标 2009 物理学报 58 6446]

    [12]

    Shi H L, Duan Y 2008 Eur. Phys. J. B 66 439

    [13]

    Kim W J, Leem T H, Han M S, Park I M, Ryu Y R, Lee T S 2006 J. Appl. Phys. 99 096104

    [14]

    Zhu Y Z, Chen G D, Ye H, Walsh A, Moon C Y, Wei S H 2008 Phys. Rev. B 77 245209

    [15]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. B 136 864

    [16]

    Huang H C, Gilmer G H, de la Rubia T D 1998 J. Appl. Phys. 84 3636

    [17]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [18]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [19]

    Monkhorst H J, Pack J D 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [20]

    Fischer T H, Almlof J 1992 J. Phys. Chem. 96 9768

    [21]

    Amrani B, Rashid A, El Haj H F 2007 Computational Materials Science 40 66

    [22]

    Vegard L 1921 Z. Phys. 5 17

    [23]

    Fan X F, Sun H D, Shen Z X, Kuo J L, Lu Y M 2008 J. Phys: Condens. Matter 20 235221

    [24]

    Zhang Y, Shao X H, Wang C Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 5652 (in Chinese) [张云, 邵晓红, 王治强 2010 物理学报 59 5652]

    [25]

    Massidda S, Resta R, Posternak M, Baldereschi A 1995 Phys. Rev. B 52 16977

    [26]

    Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys: Condens. Matter 9 767

    [27]

    Tang X, Lu H F, Zhao J J, Zhang Q Y 2010 J. Phys. Chem. Solids 71 336

    [28]

    Wang Z J, Li S C, Wang L Y, Liu Z 2009 Chin. Phys. B 18 2992

    [29]

    Xu X F, Shao X H 2009 Acta Phys. Sin. 58 1908 (in Chinese) [徐新发, 邵晓红 2009 物理学报 58 1908]

    [30]

    de Paiva R, Alves J L A, Nogueira R A, de Oliveira C, Alves H W L, Scolfaro L M R, Leite J R 2002 Mater. Sci. Eng. B 93 2

  • [1]

    Bagnall D M, Chen Y F, Zhu Z, Yao T, Koyama S, Shen M Y, Goto T 1997 Appl. Phys. Lett. 70 2230

    [2]

    Ryu Y R, Zhu S, Look D C, Wrobel J M, Jeong H M, White H W 2000 J. Cryst. Growth 216 330

    [3]

    Ryu Y R, Lee T S, White H W 2003 Appl. Phys. Lett. 83 87

    [4]

    Park W I, Yi G C, Jang H M 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2022

    [5]

    Ohtomo A, Kawasaki M, Koida T, Masubuchi K, Koinuma H 1998 Appl. Phys. Lett. 72 2466

    [6]

    Ryu Y R, Lee T S, Lubguban J A, Corman A B, White H W, Leem J H, Han M S, Park Y S, Youn C J, Kim W J 2006 Appl. Phys. Lett. 88 052103

    [7]

    Kim W J, Leem T H, Han M S, Park I M, Ryu Y R, Lee T S 2006 J. Appl. Phys. 99 096104

    [8]

    Jin X L, Lou S Y, Kong D G, Li Y C, Du Z L 2006 Acta Phys. Sin. 55 4809 (in Chinese) [靳锡联, 娄世云, 孔德国, 李蕴才, 杜祖亮 2006 物理学报 55 4809]

    [9]

    Chen X H, Kang J Y 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 025008

    [10]

    Ding S F, Fan G H, Li S T, Chen K, Xiao B 2007 Physical B 394 127

    [11]

    Shi L B, Li R B, Cheng S, Li M B 2009 Acta Phys. Sin. 58 6446 (in Chinese) [史力斌, 李容兵, 成爽, 李明标 2009 物理学报 58 6446]

    [12]

    Shi H L, Duan Y 2008 Eur. Phys. J. B 66 439

    [13]

    Kim W J, Leem T H, Han M S, Park I M, Ryu Y R, Lee T S 2006 J. Appl. Phys. 99 096104

    [14]

    Zhu Y Z, Chen G D, Ye H, Walsh A, Moon C Y, Wei S H 2008 Phys. Rev. B 77 245209

    [15]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. B 136 864

    [16]

    Huang H C, Gilmer G H, de la Rubia T D 1998 J. Appl. Phys. 84 3636

    [17]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [18]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [19]

    Monkhorst H J, Pack J D 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [20]

    Fischer T H, Almlof J 1992 J. Phys. Chem. 96 9768

    [21]

    Amrani B, Rashid A, El Haj H F 2007 Computational Materials Science 40 66

    [22]

    Vegard L 1921 Z. Phys. 5 17

    [23]

    Fan X F, Sun H D, Shen Z X, Kuo J L, Lu Y M 2008 J. Phys: Condens. Matter 20 235221

    [24]

    Zhang Y, Shao X H, Wang C Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 5652 (in Chinese) [张云, 邵晓红, 王治强 2010 物理学报 59 5652]

    [25]

    Massidda S, Resta R, Posternak M, Baldereschi A 1995 Phys. Rev. B 52 16977

    [26]

    Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys: Condens. Matter 9 767

    [27]

    Tang X, Lu H F, Zhao J J, Zhang Q Y 2010 J. Phys. Chem. Solids 71 336

    [28]

    Wang Z J, Li S C, Wang L Y, Liu Z 2009 Chin. Phys. B 18 2992

    [29]

    Xu X F, Shao X H 2009 Acta Phys. Sin. 58 1908 (in Chinese) [徐新发, 邵晓红 2009 物理学报 58 1908]

    [30]

    de Paiva R, Alves J L A, Nogueira R A, de Oliveira C, Alves H W L, Scolfaro L M R, Leite J R 2002 Mater. Sci. Eng. B 93 2

  • [1] 郑树文, 范广涵, 章勇, 何苗, 李述体, 张涛. Be和Ca掺杂纤锌矿ZnO的晶格常数与能带特性研究 . 物理学报, 2012, 61(22): 227101. doi: 10.7498/aps.61.227101
    [2] 郑树文, 范广涵, 何苗, 姚光锐, 陈峻, 贺龙飞. 纤锌矿BeO掺Cd的电子结构与能带特性研究. 物理学报, 2012, 61(17): 177102. doi: 10.7498/aps.61.177102
    [3] 王红艳, 李喜波, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质. 物理学报, 2009, 58(9): 6134-6140. doi: 10.7498/aps.58.6134
    [4] 吕瑾, 杨丽君, 王艳芳, 马文瑾. Al2Sn(n=210)团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究. 物理学报, 2014, 63(16): 163601. doi: 10.7498/aps.63.163601
    [5] 马 军, 陈玉红, 张材荣. MgmBn(m=1,2;n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2006, 55(1): 171-178. doi: 10.7498/aps.55.171
    [6] 康 龙, 罗永春, 张材荣, 马 军, 陈玉红. [Mg(NH2)2]n(n=1—5)团簇的密度泛函理论研究. 物理学报, 2008, 57(8): 4866-4874. doi: 10.7498/aps.57.4866
    [7] 余本海, 陈东. 用密度泛函理论研究氮化硅新相的电子结构、光学性质和相变. 物理学报, 2014, 63(4): 047101. doi: 10.7498/aps.63.047101
    [8] 代广珍, 蒋先伟, 徐太龙, 刘琦, 陈军宁, 代月花. 密度泛函理论研究氧空位对HfO2晶格结构和电学特性影响. 物理学报, 2015, 64(3): 033101. doi: 10.7498/aps.64.033101
    [9] 张蓓, 保安, 陈楚, 张军. ConCm(n=15; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究. 物理学报, 2012, 61(15): 153601. doi: 10.7498/aps.61.153601
    [10] 郭云东, 王红艳, 李喜波, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究Scn,Yn和Lan(n=2—10)团簇的稳定性、电子性质和磁性. 物理学报, 2008, 57(8): 4857-4865. doi: 10.7498/aps.57.4857
    [11] 吴礼清, 唐会帅, 张秀荣, 康张李. OsnN0,±(n=1—6)团簇几何结构与稳定性的理论研究. 物理学报, 2011, 60(5): 053601. doi: 10.7498/aps.60.053601
    [12] 郭培红, 刘志超, 孙路石, 向军, 苏胜, 张安超. 密度泛函理论研究Hg与Auqn(n=1—6, q=0,+1,-1) 团簇的相互作用. 物理学报, 2011, 60(7): 073103. doi: 10.7498/aps.60.073103
    [13] 陈跃云, 侯春菊, 孔祥山, 刘长松, 王先平, 方前锋. 氧离子导体La2Mo2-xMxO9(M=Cr,W)的理论研究. 物理学报, 2011, 60(4): 046603. doi: 10.7498/aps.60.046603
    [14] 康 龙, 罗永春, 张材荣, 元丽华, 李延龙, 陈玉红. (Ca3N2)n(n=1—4)团簇结构与性质的密度泛函理论研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6265-6270. doi: 10.7498/aps.57.6265
    [15] 徐文武, 宋晓艳, 李尔东, 魏君, 李凌梅. 纳米尺度下Sm-Co合金体系中相组成与相稳定性的研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3280-3286. doi: 10.7498/aps.58.3280
    [16] 王明军, 李春福, 文平, 张凤春, 王垚, 刘恩佐. Cr,Mo,Ni在-Fe(C)中的键合性质及对相结构稳定性的影响. 物理学报, 2016, 65(3): 037101. doi: 10.7498/aps.65.037101
    [17] 马振宁, 蒋敏, 王磊. Mg-Y-Zn合金三元金属间化合物的电子结构及其相稳定性的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(18): 187102. doi: 10.7498/aps.64.187102
    [18] 康 龙, 罗永春, 陈玉红, 张材荣, 蒲忠胜. (Li3N)n(n=1—5)团簇结构与性质的密度泛函研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4174-4181. doi: 10.7498/aps.57.4174
    [19] 唐春梅, 郭微, 朱卫华, 刘明熠, 张爱梅, 巩江峰, 王辉. 内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(2): 026101. doi: 10.7498/aps.61.026101
    [20] 孙建敏, 赵高峰, 王献伟, 杨雯, 刘岩, 王渊旭. Cu吸附(SiO3)n(n=1—8)团簇几何结构和电子性质的密度泛函研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7830-7837. doi: 10.7498/aps.59.7830
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3261
  • PDF下载量:  618
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-26
  • 修回日期:  2012-06-29
  • 刊出日期:  2012-12-05

Be1-xMgxO合金的能带特性与相结构稳定性研究

  • 1. 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广州 510631
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61176043)、 广东省战略性新兴产业专项资金(批准号: 2010A081002005, 2011A081301003, 2012A080304016) 和广东省教育部产学研结合项目资金(批准号: 2010B090400192)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法, 对纤锌矿和岩盐矿结构Be1-xMgxO合金的晶格常数、能带特性和形成能进行计算, 分析了不同Mg组分下不同结构的Be1-xMgxO合金晶格常数和能带差异. 结果表明: 随着Mg组分的增大, 纤锌矿和岩盐矿Be1-xMgxO合金的晶格常数都线性增加, 但它们的能隙都逐渐减小. 对于相同Mg组分的Be1-xMgxO合金, 岩盐矿结构的能隙要大于纤锌矿结构. 当Mg组分为0.89时, Be1-xMgxO合金由纤锌矿相转变为岩盐矿相. 为了使理论值与实验值相一致, 对Be1-xMgxO合金的能隙计算值进行修正, 得到纤锌矿和岩盐矿Be1-xMgxO合金的能隙弯曲系数b值分别为3.451 eV和4.96 eV. 对纤锌矿BeO-MgO-ZnO三元合金的能隙和弯曲系数与晶格常数关系做了分析.

English Abstract

参考文献 (30)

目录

    /

    返回文章
    返回