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Cs/GaN(0001)吸附体系电子结构和光学性质研究

杜玉杰 常本康 王晓晖 张俊举 李飙 付小倩

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Cs/GaN(0001)吸附体系电子结构和光学性质研究

杜玉杰, 常本康, 王晓晖, 张俊举, 李飙, 付小倩

Electronic structure and optical properties of Cs/GaN(0001) adsorption system

Du Yu-Jie, Chang Ben-Kang, Wang Xiao-Hui, Zhang Jun-Ju, Li Biao, Fu Xiao-Qian
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  • 采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势方法计算了1/4ML Cs原子吸附(2 2) GaN(0001)表面的吸附能、能带结构、电子态密度、电荷布居数、功函数和光学性质. 计算发现, 1/4ML Cs原子在GaN(0001)表面最稳定吸附位为N桥位, 吸附后表面仍呈现为金属导电特性, Cs原子吸附GaN(0001)表面后主要与表面Ga原子发生作用, Cs6s态电子向最表面Ga原子转移, 引起表面功函数下降. 研究光学性质发现, Cs原子吸附GaN(0001)表面后, 介电函数虚部、吸收谱、反射谱向低能方向移动.
    We employ first-principles to calculate the adsorption energy, the band structure, the density of states, the charge populations, the work function and the optical properties of 1/4ML Cs adsorption on (2 2) GaN(0001) surface using the density-functional theory within a plane-wave ultrasoft pseudopotential scheme. The results show that the most stable position of Cs adatom on GaN(0001) surface is at the bridge site of N atoms for 1/4 coverage. The surface of GaN(0001) shows still metallic character after adsorption. Cs adatom affects mainly Ga atoms at surface. The transfer of Cs6s state electrons to Ga atoms at outmost layer leads to the decrease of work function. By analysis of optical properties, we can see imaginary part of dielectric function, absorption spectrum and reflected spectrum shift toward low energy after Cs adsorption.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60871012)、山东省自然科学基金(批准号: ZR2010FL018)、山东省科学技术发展计划(批准号: 2010GWZ20101)和山东省高校科研发展计划(批准号: J10LG74)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60871012), the Natural Science Foundation of Shandong Province, China (Grant No. ZR201FL018), the Science and Technology Development Program of Shandong Province, China (Grant No. 2010GWZ20101), and the Central Universities Research Funds of Shandong Province, China (Grant No. J10LG74).
    [1]

    Li B, Chang B K, Xu Y, Du X Q, Du Y J, Wang X H, Zhang J J2011 Acta Phys. Sin. 60 088503 (in Chinese) [李飙,常本康, 徐源, 杜晓晴, 杜玉杰, 王晓晖, 张俊举 2011 物理学报 60 088503]

    [2]

    Li Y H, Pan H B, Xu P S 2005 Acta Phys. Sin. 54 317 (in Chinese) [李拥华, 潘海滨, 徐彭寿 2005 物理学报 54 317]

    [3]

    Fu X Q, Chang B K, Li B, Wang X H, Qiao J L 2011 Acta Phys.Sin. 60 038503 (in Chinese) [付小倩, 常本康, 李飙, 王晓晖,乔建良 2011 物理学报 60 038503]

    [4]

    Machuca F, Liu Z, Maldonado J R, Coyle S T, Pianetta P, Pease RF W 2004 J. Vac. Sci. Technol. B 22 3565

    [5]

    Wang X H, Chang B K, Du Y J, Qiao J L 2011 Appl. Phys. Lett.98 042102

    [6]

    Wang X H, Chang B K, Ling R, Gao P 2011 Appl. Phys. Lett. 98082109

    [7]

    Liu Z, Machuca F, Pianetta P 2004 Appl. Phys. Lett. 85 1541

    [8]

    Fu X Q, Chang B K, Wang X H, Li B, Du Y J, Zhang J J 2011Chin. Phys. B 20 037902

    [9]

    Machuca F, Sun Y, Liu Z, Loakeimidi K, Pianetta P, Pease R F W2000 J. Vac. Sci. Technol. B 18 3042

    [10]

    Norton T, Woodgate B, Stock J, Hilton G, Ulmer M, Aslam S,Vispute R D 2003 SPIE 5164 155

    [11]

    Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002Condens Matter 14 2717

    [12]

    Perlin P, Jauberthie-carillon C, Itie J P, San Miguel A, Grze-goryI, Polian A 1992 Phys. Rev. B 45 83

    [13]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [14]

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

    [15]

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

    [16]

    Xu G G, Wu Q Y, Zhang J M, Chen Z G, Huang Z G 2009 ActaPhys. Sin. 58 1924 (in Chinese) [许桂贵, 吴青云, 张健敏,陈志高, 黄志高 2009 物理学报 58 1924]

    [17]

    González-Hernándeza R, Lópeza W, Ortegac C, Moreno-Armentad M G, Rodriguezb J A 2010 Appl. Surf. Sci. 256 6495

    [18]

    Rosa A L, Neugebauer J 2006 Phys. Rev. B 73 205346

    [19]

    Kampen T U, Eyckeler M, Mönch W 1998 Appl. Surf. Sci. 12328

    [20]

    Fang R C 2001 Spectroscopy of Solid (Hefei: China University ofScience and Technology Press) (in Chinese) [ 方容川 2001 固体光谱学( 合肥:中国科学技术大学出版社)]

    [21]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Property of Semiconductor(Beijing: Science Press) (in Chinese) [沈学础 2002半导体光谱和光学性质(第二版)(北京: 科学出版社)]

    [22]

    Chen Q, Xie Q, Yan W J 2008 Science in China G 38 825 (inChinese)[陈茜, 谢泉, 闫万珺 2008 中国科学G辑 38 825]

  • [1]

    Li B, Chang B K, Xu Y, Du X Q, Du Y J, Wang X H, Zhang J J2011 Acta Phys. Sin. 60 088503 (in Chinese) [李飙,常本康, 徐源, 杜晓晴, 杜玉杰, 王晓晖, 张俊举 2011 物理学报 60 088503]

    [2]

    Li Y H, Pan H B, Xu P S 2005 Acta Phys. Sin. 54 317 (in Chinese) [李拥华, 潘海滨, 徐彭寿 2005 物理学报 54 317]

    [3]

    Fu X Q, Chang B K, Li B, Wang X H, Qiao J L 2011 Acta Phys.Sin. 60 038503 (in Chinese) [付小倩, 常本康, 李飙, 王晓晖,乔建良 2011 物理学报 60 038503]

    [4]

    Machuca F, Liu Z, Maldonado J R, Coyle S T, Pianetta P, Pease RF W 2004 J. Vac. Sci. Technol. B 22 3565

    [5]

    Wang X H, Chang B K, Du Y J, Qiao J L 2011 Appl. Phys. Lett.98 042102

    [6]

    Wang X H, Chang B K, Ling R, Gao P 2011 Appl. Phys. Lett. 98082109

    [7]

    Liu Z, Machuca F, Pianetta P 2004 Appl. Phys. Lett. 85 1541

    [8]

    Fu X Q, Chang B K, Wang X H, Li B, Du Y J, Zhang J J 2011Chin. Phys. B 20 037902

    [9]

    Machuca F, Sun Y, Liu Z, Loakeimidi K, Pianetta P, Pease R F W2000 J. Vac. Sci. Technol. B 18 3042

    [10]

    Norton T, Woodgate B, Stock J, Hilton G, Ulmer M, Aslam S,Vispute R D 2003 SPIE 5164 155

    [11]

    Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002Condens Matter 14 2717

    [12]

    Perlin P, Jauberthie-carillon C, Itie J P, San Miguel A, Grze-goryI, Polian A 1992 Phys. Rev. B 45 83

    [13]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [14]

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

    [15]

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

    [16]

    Xu G G, Wu Q Y, Zhang J M, Chen Z G, Huang Z G 2009 ActaPhys. Sin. 58 1924 (in Chinese) [许桂贵, 吴青云, 张健敏,陈志高, 黄志高 2009 物理学报 58 1924]

    [17]

    González-Hernándeza R, Lópeza W, Ortegac C, Moreno-Armentad M G, Rodriguezb J A 2010 Appl. Surf. Sci. 256 6495

    [18]

    Rosa A L, Neugebauer J 2006 Phys. Rev. B 73 205346

    [19]

    Kampen T U, Eyckeler M, Mönch W 1998 Appl. Surf. Sci. 12328

    [20]

    Fang R C 2001 Spectroscopy of Solid (Hefei: China University ofScience and Technology Press) (in Chinese) [ 方容川 2001 固体光谱学( 合肥:中国科学技术大学出版社)]

    [21]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Property of Semiconductor(Beijing: Science Press) (in Chinese) [沈学础 2002半导体光谱和光学性质(第二版)(北京: 科学出版社)]

    [22]

    Chen Q, Xie Q, Yan W J 2008 Science in China G 38 825 (inChinese)[陈茜, 谢泉, 闫万珺 2008 中国科学G辑 38 825]

  • [1] 吴洪芬, 冯盼君, 张烁, 刘大鹏, 高淼, 闫循旺. 铁原子吸附联苯烯单层电子结构的第一性原理. 物理学报, 2022, 71(3): 036801. doi: 10.7498/aps.71.20211631
    [2] 吴洪芬, 冯盼君, 张烁, 刘大鹏, 高淼, 闫循旺. 铁原子吸附联苯烯单层电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211631
    [3] 陈国祥, 樊晓波, 李思琦, 张建民. 碱金属和碱土金属掺杂二维GaN材料电磁特性的第一性原理计算. 物理学报, 2019, 68(23): 237303. doi: 10.7498/aps.68.20191246
    [4] 姜平国, 汪正兵, 闫永播, 刘文杰. W20O58(010)表面氢吸附机理的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(24): 246801. doi: 10.7498/aps.66.246801
    [5] 杨光敏, 梁志聪, 黄海华. 石墨烯吸附Li团簇的第一性原理计算. 物理学报, 2017, 66(5): 057301. doi: 10.7498/aps.66.057301
    [6] 姜平国, 汪正兵, 闫永播. 三氧化钨表面氢吸附机理的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(8): 086801. doi: 10.7498/aps.66.086801
    [7] 刘峰斌, 陈文彬, 崔岩, 屈敏, 曹雷刚, 杨越. 活性质吸附氢修饰金刚石表面的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(23): 236802. doi: 10.7498/aps.65.236802
    [8] 黄有林, 侯育花, 赵宇军, 刘仲武, 曾德长, 马胜灿. 应变对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167502. doi: 10.7498/aps.62.167502
    [9] 周平, 王新强, 周木, 夏川茴, 史玲娜, 胡成华. 第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质. 物理学报, 2013, 62(8): 087104. doi: 10.7498/aps.62.087104
    [10] 吴木生, 徐波, 刘刚, 欧阳楚英. Cr和W掺杂的单层MoS2电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037103. doi: 10.7498/aps.62.037103
    [11] 罗强, 唐斌, 张智, 冉曾令. H2S在Fe(100)面吸附的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(7): 077101. doi: 10.7498/aps.62.077101
    [12] 宋庆功, 刘立伟, 赵辉, 严慧羽, 杜全国. YFeO3的电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107102. doi: 10.7498/aps.61.107102
    [13] 卢金炼, 曹觉先. 单个钛原子储氢能力和储氢机制的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(14): 148801. doi: 10.7498/aps.61.148801
    [14] 文黎巍, 王玉梅, 裴慧霞, 丁俊. Sb系half-Heusler合金磁性及电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047110. doi: 10.7498/aps.60.047110
    [15] 刘建军. (Zn,Al)O电子结构第一性原理计算及电导率的分析. 物理学报, 2011, 60(3): 037102. doi: 10.7498/aps.60.037102
    [16] 吴小霞, 王乾恩, 王福合, 周云松. Cl原子在γ-TiAl(111)表面吸附的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7278-7284. doi: 10.7498/aps.59.7278
    [17] 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
    [18] 许桂贵, 吴青云, 张健敏, 陈志高, 黄志高. 第一性原理研究氧在Ni(111)表面上的吸附能及功函数. 物理学报, 2009, 58(3): 1924-1930. doi: 10.7498/aps.58.1924
    [19] 倪建刚, 刘 诺, 杨果来, 张 曦. 第一性原理研究BaTiO3(001)表面的电子结构. 物理学报, 2008, 57(7): 4434-4440. doi: 10.7498/aps.57.4434
    [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
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-28
  • 修回日期:  2011-10-14
  • 刊出日期:  2012-03-05

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