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熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

苏锐 张红 姜胜利 陈军 韩伟

熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

苏锐, 张红, 姜胜利, 陈军, 韩伟
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  • 本文使用密度泛函理论研究了熔石英中peroxy linkage(POL)缺陷和中性氧空位(NOV)缺陷的几何结构, 电子结构以及光学性质. 采用自洽的准粒子GW计算结合求解Bathe-Salpeter方程的多体理论, 研究了缺陷引起的电子结构和光学吸收谱的变化. 首先研究了无缺陷非晶结构的电子结构与吸收谱, 得到的结果与实验值非常接近. 对POL的计算表明, 其在基态下的局部结构与过氧化氢分子类似. 采用多体理论计算得到的吸收谱表明其最低吸收峰位于6.3 eV处. 这一结果不支持实验认为的位于3.8 eV处的吸收峰是由POL缺陷导致的说法. 对于NOV缺陷, 计算表明其基态的SI-SI键长为2.51 而三重态下的值则为3.56 . 相应的GW+BSE计算表明中性氧空位缺陷导致了位于7.4 eV处的吸收峰, 与实验测量结果一致.
      通信作者: 陈军, jun_chen@iapcm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10744048, 11202032)和国防基础科学研究计划 (批准号: B1520132013) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-25
  • 修回日期:  2015-10-26
  • 刊出日期:  2016-01-05

熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

  • 1. 四川大学物理科学与技术学院, 成都 610064;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088;
  • 3. 激光聚变研究中心, 绵阳 621900
  • 通信作者: 陈军, jun_chen@iapcm.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10744048, 11202032)和国防基础科学研究计划 (批准号: B1520132013) 资助的课题.

摘要: 本文使用密度泛函理论研究了熔石英中peroxy linkage(POL)缺陷和中性氧空位(NOV)缺陷的几何结构, 电子结构以及光学性质. 采用自洽的准粒子GW计算结合求解Bathe-Salpeter方程的多体理论, 研究了缺陷引起的电子结构和光学吸收谱的变化. 首先研究了无缺陷非晶结构的电子结构与吸收谱, 得到的结果与实验值非常接近. 对POL的计算表明, 其在基态下的局部结构与过氧化氢分子类似. 采用多体理论计算得到的吸收谱表明其最低吸收峰位于6.3 eV处. 这一结果不支持实验认为的位于3.8 eV处的吸收峰是由POL缺陷导致的说法. 对于NOV缺陷, 计算表明其基态的SI-SI键长为2.51 而三重态下的值则为3.56 . 相应的GW+BSE计算表明中性氧空位缺陷导致了位于7.4 eV处的吸收峰, 与实验测量结果一致.

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