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

Ga和Sb纳米线声子结构和电子-声子相互作用的第一性原理研究

孙伟峰 李美成 赵连城

引用本文:
Citation:

Ga和Sb纳米线声子结构和电子-声子相互作用的第一性原理研究

孙伟峰, 李美成, 赵连城

Phonon band structure and electron-phonon interactions in Ga and Sb nanowires: a first-principles study

Sun Wei-Feng, Li Mei-Cheng, Zhao Lian-Cheng
PDF
导出引用
  • 基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Ga和Sb纳米线的电子能带结构和声子结构以及电子-声子耦合(EPC)作用.通过对声子的完整Brillouin区分析来研究纳米线的结构稳定性.结果表明,所考察的纳米线显示出不稳定性,不稳定声子波矢远离Brillouin区中心.与通常的Peierls变形机理相比,不稳定的横向声子模会导致一种无开口带隙的相变.Sb比Ga纳米线的EPC要强很多,并且横向变形导致的锯齿形结构使纳米线中的电子-声子相互作用增加了几个数量级.
    We present first-principles calculations of the electronic and phonon band structure considering electron-phonon coupling in thin Ga and Sb nanowires. A full Brillouin zone analysis of the phonons is performed for the investigation of nanowire structural stability. The examined nanowires show instability while the wave vectors are away from the zone center. Compared with the usual Peierls distortion picture, the unstable transverse phonon modes induce a transition without electronic band-gap opening. Electron-phonon interaction yields orders-of-magnitude changes depending on the nanowire structure.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50502014,50972032)和国家高技术研究发展计划(批准号:2009AA03Z407)资助的课题.
    [1]

    Mokrousov Y, Bihlmayer G, Blügel S 2005 Phys. Rev. B 72 045402

    [2]

    Hafner J 2007 Comput. Phys. Commun. 177 6

    [3]

    Matsuura Y, Matsukawa K 2008 Solid State Commun. 145 231

    [4]

    Frhlich H 1954 Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A 223 296

    [5]

    Peierls R E, Singwi K S, Wroe D 1952 Phys. Rev. B 87 46

    [6]

    Batra I P 1990 Phys. Rev. B 42 9162

    [7]

    de la Vega L, Martín-Rodero A, Agrait N, Yeyati A L 2006 Phys. Rev. B 73 075428

    [8]

    Connétable D, Rignanese G M, Charlier J C, Blase X 2005 Phys. Rev. Lett. 94 015503

    [9]

    Teo B K, Huang S P, Zhang R Q, Li W K 2009 Coordin. Chem. Rev. 253 2935

    [10]

    Bukaa M, Galicka M, Buczko R, Kacman P 2009 Physica E 42 795

    [11]

    Rao C N R, Deepak F L, Gundiah G, Govindaraj A 2003 Prog. Solid State Chem. 31 5

    [12]

    Ensinger W, Vater P 2005 Mat. Sci. Engng. C 25 609

    [13]

    Croitoru M D, Shanenko A A, Kaun C C, Peeters F M 2009 Phys. Rev. B 80 024513

    [14]

    Schoiswohl J, Mittendorfer F, Surnev S, Ramsey M G, Andersen J N, Netzer F P 2006 Surf. Sci. 600 L1274

    [15]

    Moskun A C, Jailaubekov A E, Bradforth S E, Tao G, Stratt R M 2006 Science 311 1907

    [16]

    Ohnishi H, Kondo Y, Takayanagi K 1998 Nature 395 780

    [17]

    Sanchez-Portal D, Artacho E, Junquera J, Ordejon P, Garcia A, Soler J M 1999 Phys. Rev. Lett. 83 3884

    [18]

    Ribeiro F J, Cohen M L 2003 Phys. Rev. B 68 035423

    [19]

    Sen P, Ciraci S, Buldum A, Batra I P 2001 Phys. Rev. B 64 195420

    [20]

    Tolla F D, Corso A D, Torres J A, Tosatti E 2000 Surf. Sci. 454—456 947

    [21]

    Ono T, Hirose K 2003 Phys. Rev. B 68 045409

    [22]

    Zgirski M, Riikonen K P, Touboltsev V, Arutyunov K Y 2008 Phys. Rev. B 77 054508

    [23]

    Durgun E, Dag S, Ciraci S 2004 Phys. Rev. B 70 155305

    [24]

    Heremans J, Thrush C M, Lin Y M, Cronin S B, Dresselhaus M S 2001 Phys. Rev. B 63 085406

    [25]

    Gonze X, Beuken J M, Caracas R, Detraux F, Fuchs M, Rignanese G M, Sindic L, Verstraete M, Zerah G, Jollet F, Torrent M, Roy A, Mikami M, Ghosez P, Raty J Y, Allan D C 2002 Comput. Mater. Sci. 25 478

    [26]

    Troullier N, Martins J L 1991 Phys. Rev. B 43 1993

    [27]

    Hartwigsen C, Goedecker S, Hutter J 1998 Phys. Rev. B 58 3641

    [28]

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

    [29]

    Ortiz G, Ballone P 1994 Phys. Rev. B 50 1391

    [30]

    de Gironcoli S 1995 Phys. Rev. B 51 6773

    [31]

    Bauer R, Schmid A, Pavone P, Strauch D 1998 Phys. Rev. B 57 11276

  • [1]

    Mokrousov Y, Bihlmayer G, Blügel S 2005 Phys. Rev. B 72 045402

    [2]

    Hafner J 2007 Comput. Phys. Commun. 177 6

    [3]

    Matsuura Y, Matsukawa K 2008 Solid State Commun. 145 231

    [4]

    Frhlich H 1954 Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A 223 296

    [5]

    Peierls R E, Singwi K S, Wroe D 1952 Phys. Rev. B 87 46

    [6]

    Batra I P 1990 Phys. Rev. B 42 9162

    [7]

    de la Vega L, Martín-Rodero A, Agrait N, Yeyati A L 2006 Phys. Rev. B 73 075428

    [8]

    Connétable D, Rignanese G M, Charlier J C, Blase X 2005 Phys. Rev. Lett. 94 015503

    [9]

    Teo B K, Huang S P, Zhang R Q, Li W K 2009 Coordin. Chem. Rev. 253 2935

    [10]

    Bukaa M, Galicka M, Buczko R, Kacman P 2009 Physica E 42 795

    [11]

    Rao C N R, Deepak F L, Gundiah G, Govindaraj A 2003 Prog. Solid State Chem. 31 5

    [12]

    Ensinger W, Vater P 2005 Mat. Sci. Engng. C 25 609

    [13]

    Croitoru M D, Shanenko A A, Kaun C C, Peeters F M 2009 Phys. Rev. B 80 024513

    [14]

    Schoiswohl J, Mittendorfer F, Surnev S, Ramsey M G, Andersen J N, Netzer F P 2006 Surf. Sci. 600 L1274

    [15]

    Moskun A C, Jailaubekov A E, Bradforth S E, Tao G, Stratt R M 2006 Science 311 1907

    [16]

    Ohnishi H, Kondo Y, Takayanagi K 1998 Nature 395 780

    [17]

    Sanchez-Portal D, Artacho E, Junquera J, Ordejon P, Garcia A, Soler J M 1999 Phys. Rev. Lett. 83 3884

    [18]

    Ribeiro F J, Cohen M L 2003 Phys. Rev. B 68 035423

    [19]

    Sen P, Ciraci S, Buldum A, Batra I P 2001 Phys. Rev. B 64 195420

    [20]

    Tolla F D, Corso A D, Torres J A, Tosatti E 2000 Surf. Sci. 454—456 947

    [21]

    Ono T, Hirose K 2003 Phys. Rev. B 68 045409

    [22]

    Zgirski M, Riikonen K P, Touboltsev V, Arutyunov K Y 2008 Phys. Rev. B 77 054508

    [23]

    Durgun E, Dag S, Ciraci S 2004 Phys. Rev. B 70 155305

    [24]

    Heremans J, Thrush C M, Lin Y M, Cronin S B, Dresselhaus M S 2001 Phys. Rev. B 63 085406

    [25]

    Gonze X, Beuken J M, Caracas R, Detraux F, Fuchs M, Rignanese G M, Sindic L, Verstraete M, Zerah G, Jollet F, Torrent M, Roy A, Mikami M, Ghosez P, Raty J Y, Allan D C 2002 Comput. Mater. Sci. 25 478

    [26]

    Troullier N, Martins J L 1991 Phys. Rev. B 43 1993

    [27]

    Hartwigsen C, Goedecker S, Hutter J 1998 Phys. Rev. B 58 3641

    [28]

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

    [29]

    Ortiz G, Ballone P 1994 Phys. Rev. B 50 1391

    [30]

    de Gironcoli S 1995 Phys. Rev. B 51 6773

    [31]

    Bauer R, Schmid A, Pavone P, Strauch D 1998 Phys. Rev. B 57 11276

  • [1] 许佳玲, 贾利云, 刘超, 吴佺, 赵领军, 马丽, 侯登录. Li(Na)AuS体系拓扑绝缘体材料的能带结构. 物理学报, 2021, 70(2): 027101. doi: 10.7498/aps.70.20200885
    [2] 张勇, 施毅敏, 包优赈, 喻霞, 谢忠祥, 宁锋. 表面钝化效应对GaAs纳米线电子结构性质影响的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(19): 197302. doi: 10.7498/aps.66.197302
    [3] 张燕如, 张琳, 任俊峰, 原晓波, 胡贵超. Gd掺杂ZnO纳米线磁耦合性质的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(17): 178103. doi: 10.7498/aps.64.178103
    [4] 李立明, 宁锋, 唐黎明. 量子局域效应和应力对GaSb纳米线电子结构影响的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(22): 227303. doi: 10.7498/aps.64.227303
    [5] 谢知, 程文旦. TiO2纳米管电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(24): 243102. doi: 10.7498/aps.63.243102
    [6] 李智敏, 施建章, 卫晓黑, 李培咸, 黄云霞, 李桂芳, 郝跃. 掺铝3C-SiC电子结构的第一性原理计算及其微波介电性能. 物理学报, 2012, 61(23): 237103. doi: 10.7498/aps.61.237103
    [7] 程志达, 朱静, 孙铁昱. 面心立方单晶镍纳米线稳定性及磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(3): 037504. doi: 10.7498/aps.60.037504
    [8] 张富春, 张威虎, 董军堂, 张志勇. Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性. 物理学报, 2011, 60(12): 127503. doi: 10.7498/aps.60.127503
    [9] 谭兴毅, 金克新, 陈长乐, 周超超. YFe2B2电子结构的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(5): 3414-3417. doi: 10.7498/aps.59.3414
    [10] 朱兴华, 张海波, 杨定宇, 王治国, 祖小涛. C/SiC纳米管异质结电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7961-7965. doi: 10.7498/aps.59.7961
    [11] 黄云霞, 曹全喜, 李智敏, 李桂芳, 王毓鹏, 卫云鸽. Al掺杂ZnO粉体的第一性原理计算及微波介电性质. 物理学报, 2009, 58(11): 8002-8007. doi: 10.7498/aps.58.8002
    [12] 王玮, 孙家法, 刘楣, 刘甦. β型烧绿石结构氧化物超导体AOs2O6(A=K,Rb,Cs)电子能带结构的第一性原理计算. 物理学报, 2009, 58(8): 5632-5639. doi: 10.7498/aps.58.5632
    [13] 宋久旭, 杨银堂, 刘红霞, 张志勇. 掺氮碳化硅纳米管电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4883-4887. doi: 10.7498/aps.58.4883
    [14] 孔祥兰, 侯芹英, 苏希玉, 齐延华, 支晓芬. Ba0.5Sr0.5TiO3电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4128-4131. doi: 10.7498/aps.58.4128
    [15] 宋建军, 张鹤鸣, 戴显英, 胡辉勇, 宣荣喜. 第一性原理研究应变Si/(111)Si1-xGex能带结构. 物理学报, 2008, 57(9): 5918-5922. doi: 10.7498/aps.57.5918
    [16] 曾春来, 唐东升, 刘星辉, 海 阔, 羊 亿, 袁华军, 解思深. 化学气相沉积法中SnO2一维纳米结构的控制生长. 物理学报, 2007, 56(11): 6531-6536. doi: 10.7498/aps.56.6531
    [17] 杨 炯, 张文清. Se,Te纳米线系统的结构稳定性研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4017-4023. doi: 10.7498/aps.56.4017
    [18] 马 荣, 黄桂芹, 刘 楣. 三元硅化物CaAlSi的结构和超导电性. 物理学报, 2007, 56(8): 4960-4964. doi: 10.7498/aps.56.4960
    [19] 潘洪哲, 徐 明, 祝文军, 周海平. β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3585-3589. doi: 10.7498/aps.55.3585
    [20] 潘志军, 张澜庭, 吴建生. CoSi电子结构第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(1): 328-332. doi: 10.7498/aps.54.328
计量
  • 文章访问数:  7456
  • PDF下载量:  871
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-04
  • 修回日期:  2010-02-02
  • 刊出日期:  2010-05-05

/

返回文章
返回