搜索

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

ZnSe在外电场下的基态性质和激发特性研究

李世雄 吴永刚 令狐荣锋 孙光宇 张正平 秦水介

ZnSe在外电场下的基态性质和激发特性研究

李世雄, 吴永刚, 令狐荣锋, 孙光宇, 张正平, 秦水介
PDF
导出引用
  • 以LANL2DZ为基组, 采用Hartree-Fock(HF)方法研究了不同外电场(-0.025–0.040 a.u.)对ZnSe分子的基态几何结构、电荷分布、能量、电偶极矩、最高占据轨道(HOMO)能级、最低空轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱特性的影响; 继而采用含时的TD-HF方法研究了ZnSe分子在外电场下前9 个激发态的吸收谱、激发能、振子强度等激发特性. 研究结果表明: 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u. 时, 键长先减小后增加; 分子偶极矩先由正减小到0, 然后又反向增加; 体系总能量一直减小; 谐振频率先增加后减小, 红外光谱强度先减小后又增加. ZnSe分子的LUMO能级一直增加, HOMO能级先增加后又减小, 变化趋势较小, 而能隙一直增大. 外电场对ZnSe分子的激发特性影响较大, 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u.时, 激发能增加, 相应的激发波长减小; 对应的振子强度也受到很大影响, 原来振子强度最强的激发态变得很弱, 而原来振子强度很弱的激发态变得最强. 因此, 可以通过改变电场来控制ZnSe的激发特性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11364007)和贵州省科学技术基金(批准号: 黔科合J字[2013]2241号)资助的课题.
    [1]

    Alivisatos A P 1996 Science 271 933

    [2]

    Azpiroz J M, Ugalde J M, Infante I 2014 J. Chem. Theory Comput. 10 76

    [3]

    Michalet X, Pinaud F F, Bentolila L A, Tsay J M, Doose S, Li J J, Sundaresan G, Wu A M, Gambhir S S, Weiss S 2005 Science 307 538

    [4]

    Zrazhevskiy P, Gao X H 2013 Nat. Commun. 4 1619

    [5]

    Medintz I L, Tetsuouyeda H, Goldman E R, Mattoussi H 2005 Nat. Mater. 4 435

    [6]

    Liu W H, Howarth M, Greytak A B, Zheng Y, Nocera D G, Ting A Y, Bawendi M G 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 1274

    [7]

    Shao L J, Gao Y F, Yan F 2011 Sensors 11 11736

    [8]

    Deya S C, Nathb S S, Bhattacherjeea R 2012 Micro Nanosystems 4 227

    [9]

    Singh R, Bester G 2012 Phys. Rev. B 85 205405

    [10]

    Matxain J M, Mercero J M, Fowler J E, Ugalde J M 2001 Phys. Rev. A 64 053201

    [11]

    Nanavati S P, Sundararajan V, Mahamuni S, Kumar V, Ghaisas S V 2009 Phys. Rev. B 80 245417

    [12]

    Sanville E, Burnin A, BelBruno J J 2006 J. Phys. Chem. A 110 2378

    [13]

    Liu L, Wu Q S, Ding Y P, Liu H J 2005 Chin. Chem. Lett. 16 375

    [14]

    Hwang C S, Cho I H 2005 Bull. Korean Chem. Soc. 26 1776

    [15]

    Hu Z G, Tian Y T, Li X J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 087801

    [16]

    Hu S L, Shi T Y 2013 Chin. Phys. B 22 093101

    [17]

    Xu G L, Liu X F, Xie H X, Zhang X Z, Liu Y F 2010 Chin. Phys. B 19 113101

    [18]

    Xu G L, Xie H X, Yuan W, Zhang X Z, Liu Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 043104 (in Chinese) [徐国亮, 谢会香, 袁伟, 张现周, 刘玉芳 2012 物理学报 61 043104]

    [19]

    Cao X W, Ren Y, Liu H, Li S L 2014 Acta Phys. Sin. 63 043101 (in Chinese) [曹欣伟, 任杨, 刘慧, 李姝丽 2014 物理学报 63 043101]

    [20]

    Wang F H, Huang D H, Yang J S 2013 Acta Phys. Sin. 62 073102 (in Chinese) [王藩侯, 黄多辉, 杨俊升 2013 物理学报 62 073102]

    [21]

    Grozema F C, Telesca R, Joukman H T, Siebbeles L D A, Snijders J G 2001 J. Chem. Phys. 115 10014

    [22]

    Zhu Z H, Fu Y B, Gao T, Chen Y L, Chen X J 2003 Chin. Atom Mol. Phys. 20 169 (in Chinese) [朱正和, 傅依备, 高涛, 陈银亮, 陈晓军 2003 原子与分子物理学报 20 169]

    [23]

    Stevens W J, Krauss M, Basch H, Jasien P G 1992 Can. J. Chem. 70 612

    [24]

    Huber K P, Herzberg G 1979 Molecular Spectra and Molecular Structure (Vol. 4) (New York: Van Nostrand Reinhold Company) p682

    [25]

    Li J, Liu X Y, Zhu Z H, Sheng Y 2012 Chin. Phys. B 21 033101

  • [1]

    Alivisatos A P 1996 Science 271 933

    [2]

    Azpiroz J M, Ugalde J M, Infante I 2014 J. Chem. Theory Comput. 10 76

    [3]

    Michalet X, Pinaud F F, Bentolila L A, Tsay J M, Doose S, Li J J, Sundaresan G, Wu A M, Gambhir S S, Weiss S 2005 Science 307 538

    [4]

    Zrazhevskiy P, Gao X H 2013 Nat. Commun. 4 1619

    [5]

    Medintz I L, Tetsuouyeda H, Goldman E R, Mattoussi H 2005 Nat. Mater. 4 435

    [6]

    Liu W H, Howarth M, Greytak A B, Zheng Y, Nocera D G, Ting A Y, Bawendi M G 2008 J. Am. Chem. Soc. 130 1274

    [7]

    Shao L J, Gao Y F, Yan F 2011 Sensors 11 11736

    [8]

    Deya S C, Nathb S S, Bhattacherjeea R 2012 Micro Nanosystems 4 227

    [9]

    Singh R, Bester G 2012 Phys. Rev. B 85 205405

    [10]

    Matxain J M, Mercero J M, Fowler J E, Ugalde J M 2001 Phys. Rev. A 64 053201

    [11]

    Nanavati S P, Sundararajan V, Mahamuni S, Kumar V, Ghaisas S V 2009 Phys. Rev. B 80 245417

    [12]

    Sanville E, Burnin A, BelBruno J J 2006 J. Phys. Chem. A 110 2378

    [13]

    Liu L, Wu Q S, Ding Y P, Liu H J 2005 Chin. Chem. Lett. 16 375

    [14]

    Hwang C S, Cho I H 2005 Bull. Korean Chem. Soc. 26 1776

    [15]

    Hu Z G, Tian Y T, Li X J 2013 Chin. Phys. Lett. 30 087801

    [16]

    Hu S L, Shi T Y 2013 Chin. Phys. B 22 093101

    [17]

    Xu G L, Liu X F, Xie H X, Zhang X Z, Liu Y F 2010 Chin. Phys. B 19 113101

    [18]

    Xu G L, Xie H X, Yuan W, Zhang X Z, Liu Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 043104 (in Chinese) [徐国亮, 谢会香, 袁伟, 张现周, 刘玉芳 2012 物理学报 61 043104]

    [19]

    Cao X W, Ren Y, Liu H, Li S L 2014 Acta Phys. Sin. 63 043101 (in Chinese) [曹欣伟, 任杨, 刘慧, 李姝丽 2014 物理学报 63 043101]

    [20]

    Wang F H, Huang D H, Yang J S 2013 Acta Phys. Sin. 62 073102 (in Chinese) [王藩侯, 黄多辉, 杨俊升 2013 物理学报 62 073102]

    [21]

    Grozema F C, Telesca R, Joukman H T, Siebbeles L D A, Snijders J G 2001 J. Chem. Phys. 115 10014

    [22]

    Zhu Z H, Fu Y B, Gao T, Chen Y L, Chen X J 2003 Chin. Atom Mol. Phys. 20 169 (in Chinese) [朱正和, 傅依备, 高涛, 陈银亮, 陈晓军 2003 原子与分子物理学报 20 169]

    [23]

    Stevens W J, Krauss M, Basch H, Jasien P G 1992 Can. J. Chem. 70 612

    [24]

    Huber K P, Herzberg G 1979 Molecular Spectra and Molecular Structure (Vol. 4) (New York: Van Nostrand Reinhold Company) p682

    [25]

    Li J, Liu X Y, Zhu Z H, Sheng Y 2012 Chin. Phys. B 21 033101

  • [1] 李世雄, 陈德良, 张正平, 隆正文, 秦水介. 环形C18在外电场下的基态性质和激发特性. 物理学报, 2020, 69(10): 103101. doi: 10.7498/aps.69.20200268
    [2] 李世雄, 张正平, 隆正文, 秦水介. 硼球烯B40在外电场下的基态性质和光谱特性. 物理学报, 2017, 66(10): 103102. doi: 10.7498/aps.66.103102
    [3] 凌智钢, 唐延林, 李涛, 李玉鹏, 魏晓楠. 外电场下二氧化锆的分子结构及其特性. 物理学报, 2014, 63(2): 023102. doi: 10.7498/aps.63.023102
    [4] 杨涛, 刘代俊, 陈建钧. 外电场下二氧化硫的分子结构及其特性. 物理学报, 2016, 65(5): 053101. doi: 10.7498/aps.65.053101
    [5] 王藩侯, 黄多辉, 杨俊升. SnSe分子外场下的基态性质和激发态性质. 物理学报, 2013, 62(7): 073102. doi: 10.7498/aps.62.073102
    [6] 徐国亮, 刘雪峰, 夏要争, 张现周, 刘玉芳. 外电场作用下Si2O分子的激发特性. 物理学报, 2010, 59(11): 7756-7761. doi: 10.7498/aps.59.7756
    [7] 凌智钢, 唐延林, 李涛, 李玉鹏, 魏晓楠. 外电场下2,2,5,5-四氯联苯的分子结构与电子光谱. 物理学报, 2013, 62(22): 223102. doi: 10.7498/aps.62.223102
    [8] 徐国亮, 谢会香, 袁伟, 张现周, 刘玉芳. SiN分子外电场情况下的发光特性 . 物理学报, 2012, 61(4): 043104. doi: 10.7498/aps.61.043104
    [9] 吴永刚, 李世雄, 郝进欣, 徐梅, 孙光宇, 令狐荣锋. 外电场下CdSe的基态性质和光谱特性研究. 物理学报, 2015, 64(15): 153102. doi: 10.7498/aps.64.153102
    [10] 徐国亮, 袁伟, 耿振铎, 刘培, 张琳, 张现周, 刘玉芳. 外场作用下蒽分子的激发特性研究. 物理学报, 2013, 62(7): 073104. doi: 10.7498/aps.62.073104
    [11] 季正华, 曾祥华, 岑洁萍, 谭明秋. ZnSe相变、电子结构的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(2): 1219-1224. doi: 10.7498/aps.59.1219
    [12] 徐国亮, 张琳, 路战胜, 刘培, 刘玉芳. 特殊构型Si2N2分子团簇电致激发特性的密度泛函理论研究. 物理学报, 2014, 63(10): 103101. doi: 10.7498/aps.63.103101
    [13] 黄多辉, 王藩侯, 万明杰, 蒋刚. 外场下SnS分子结构及其特性. 物理学报, 2013, 62(1): 013104. doi: 10.7498/aps.62.013104
    [14] 王月, 张凤霞, 王春杰, 高春晓. 高压下ZnSe直流和交流电学性质的研究. 物理学报, 2014, 63(21): 216401. doi: 10.7498/aps.63.216401
    [15] 黄多辉, 王藩侯, 闵军, 朱正和. 外电场作用下MgO分子的特性研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3052-3057. doi: 10.7498/aps.58.3052
    [16] 黄多辉, 王藩侯, 程晓洪, 万明杰, 蒋刚. GeTe和GeSe 分子在外电场下的特性研究. 物理学报, 2011, 60(12): 123101. doi: 10.7498/aps.60.123101
    [17] 安跃华, 熊必涛, 邢云, 申婧翔, 李培刚, 朱志艳, 唐为华. 外电场作用下ZnO分子的结构特性研究. 物理学报, 2013, 62(7): 073103. doi: 10.7498/aps.62.073103
    [18] 徐梅, 令狐荣锋, 支启军, 杨向东, 吴位巍. 自由基分子BeH外电场特性. 物理学报, 2016, 65(16): 163102. doi: 10.7498/aps.65.163102
    [19] 曹欣伟, 任杨, 刘慧, 李姝丽. 强外电场作用下BN分子的结构与激发特性. 物理学报, 2014, 63(4): 043101. doi: 10.7498/aps.63.043101
    [20] 徐国亮, 夏要争, 刘雪峰, 张现周, 刘玉芳. 外电场作用下TiO光激发特性研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7762-7768. doi: 10.7498/aps.59.7762
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1042
  • PDF下载量:  348
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-03
  • 修回日期:  2014-09-27
  • 刊出日期:  2015-02-05

ZnSe在外电场下的基态性质和激发特性研究

  • 1. 贵州师范学院物理与电子科学学院, 贵阳 550018;
  • 2. 贵州大学, 贵州省光电子技术及其应用重点实验室, 贵阳 550025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11364007)和贵州省科学技术基金(批准号: 黔科合J字[2013]2241号)资助的课题.

摘要: 以LANL2DZ为基组, 采用Hartree-Fock(HF)方法研究了不同外电场(-0.025–0.040 a.u.)对ZnSe分子的基态几何结构、电荷分布、能量、电偶极矩、最高占据轨道(HOMO)能级、最低空轨道(LUMO)能级、能隙、红外光谱特性的影响; 继而采用含时的TD-HF方法研究了ZnSe分子在外电场下前9 个激发态的吸收谱、激发能、振子强度等激发特性. 研究结果表明: 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u. 时, 键长先减小后增加; 分子偶极矩先由正减小到0, 然后又反向增加; 体系总能量一直减小; 谐振频率先增加后减小, 红外光谱强度先减小后又增加. ZnSe分子的LUMO能级一直增加, HOMO能级先增加后又减小, 变化趋势较小, 而能隙一直增大. 外电场对ZnSe分子的激发特性影响较大, 当电场从-0.025 a.u.变化到0.04 a.u.时, 激发能增加, 相应的激发波长减小; 对应的振子强度也受到很大影响, 原来振子强度最强的激发态变得很弱, 而原来振子强度很弱的激发态变得最强. 因此, 可以通过改变电场来控制ZnSe的激发特性.

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回