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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

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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
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  • 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.
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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

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

  • 1. 哈尔滨工业大学信息材料科学与技术系,哈尔滨 150001
    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.

摘要: 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.

English Abstract

参考文献 (31)

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