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黑索金电子结构和光学性质的第一性原理研究

程和平 但加坤 黄智蒙 彭辉 陈光华

黑索金电子结构和光学性质的第一性原理研究

程和平, 但加坤, 黄智蒙, 彭辉, 陈光华
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  • 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对黑索金晶体的电子结构和光学性质进行了计算. 结果表明: 黑索金是能隙值为3.43 eV的绝缘体, 价带主要由C, N和O的2s与2p态构成, 而导带主要由N-2p和O-2p态构成; 静态介电函数ε1(0)=1.38, 介电常数的虚部有5个峰值, 其中最大峰值在光子能量4.59 eV处, 并对造成这些峰值的可能的电子跃迁做了详细分析. 利用能带结构和态密度分析了黑索金的光反射系数、吸收系数及能量损失函数等光学性质, 发现黑索金是对光吸收、反射及能量损失不敏感的材料.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11272298)和中国工程物理研究院流体物理所发展基金(批准号: SFZ20110304, SFZ20110402)资助的课题.
    [1]

    Isbell R A, Brewster M Q 1998 Propell. Explos. Pyrot. 23 218

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    Whitley V H 2005 Proceedings of the Conference of the American Physical Society Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter Baltimore, Maryland, USA, July 31-August 5, 2005 p1357

    [3]

    Marinkas P L 1977 J. Lumin. 15 57

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    Lin J Q, Ni H F, Wang C, Lei Q Q 2010 Acta Opt. Sin. 30 3239 (in Chinese) [林家齐, 倪海芳, 王晨, 雷清泉2010 光学学报 30 3239]

    [5]

    Clark S J, Segall M D, Pickard C J, Hasnip P J, Probert M J, Refson K, Payne M C 2005 Z. Kristallogr. 220 567

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    [9]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [10]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [11]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [12]

    Huang K 2002 Solid Physics (Beijing: Higher Education Press) p439 (in Chinese) [黄昆 2002固体物理学(北京: 高等教育出版社) 第439页]

    [13]

    Byrd E C, Scuseria G E, Chabalowski C F 2004 J. Phys. Chem. B 108 13100

    [14]

    Feng J, Xiao B, Chen J C 2007 Acta Phys. Sin. 56 5990 (in Chinese) [冯晶, 肖冰, 陈敬超 2007物理学报 56 5990]

    [15]

    Li X Z, Xie Q, Chen Q, Zhao F J, Cui D M 2010 Acta Phys. Sin. 59 2016 (in Chinese) [李旭珍, 谢泉, 陈茜, 赵凤娟, 崔冬萌2010 物理学报 59 2016]

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    Isbell R A, Brewster M Q 1998 Propell. Explos. Pyrot. 23 218

    [2]

    Whitley V H 2005 Proceedings of the Conference of the American Physical Society Topical Group on Shock Compression of Condensed Matter Baltimore, Maryland, USA, July 31-August 5, 2005 p1357

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-20
  • 修回日期:  2013-05-10
  • 刊出日期:  2013-08-05

黑索金电子结构和光学性质的第一性原理研究

  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳 621900;
  • 2. 黄山学院机电与信息工程学院应用物理研究所, 黄山 245041;
  • 3. 北京理工大学, 爆炸科学技术国家重点实验室, 北京 100081
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11272298)和中国工程物理研究院流体物理所发展基金(批准号: SFZ20110304, SFZ20110402)资助的课题.

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法对黑索金晶体的电子结构和光学性质进行了计算. 结果表明: 黑索金是能隙值为3.43 eV的绝缘体, 价带主要由C, N和O的2s与2p态构成, 而导带主要由N-2p和O-2p态构成; 静态介电函数ε1(0)=1.38, 介电常数的虚部有5个峰值, 其中最大峰值在光子能量4.59 eV处, 并对造成这些峰值的可能的电子跃迁做了详细分析. 利用能带结构和态密度分析了黑索金的光反射系数、吸收系数及能量损失函数等光学性质, 发现黑索金是对光吸收、反射及能量损失不敏感的材料.

English Abstract

参考文献 (15)

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