Cu2Te的第一性原理研究.pdf

1、Cu2Te在太陽(yáng)能電池和熱電材料中均有應(yīng)用，然而它的晶體結(jié)構(gòu)一直是個(gè)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。本論文采用基于密度泛函理論(Density functional theory)的第一性原理計(jì)算方法研究了Cu2Te的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)。在第一章中，介紹了前人對(duì)Cu2Te晶體結(jié)構(gòu)的研究和Cu2Te在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。在第二章中，簡(jiǎn)要介紹了包括量子力學(xué)的基本知識(shí)和DFT在內(nèi)的第一性原理計(jì)算方法的基本理論，同時(shí)也概述了本論文中用到的其它先進(jìn)的計(jì)算方法，如DFT+

2、U、范德瓦爾斯修正的DFT等。
　　在第三章中，通過(guò)從頭計(jì)算隨機(jī)結(jié)構(gòu)算法(ab initio random structuresearching)，找出了Cu2Te可能的六種晶體結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)Nowotny結(jié)構(gòu)具有最低的基態(tài)能量，是Cu2Te最有可能的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，DFT+U方法可以更準(zhǔn)確地描述Nowotny結(jié)構(gòu)Cu2Te中Cu-3d電子軌道的強(qiáng)庫(kù)侖相互作用，進(jìn)而可以獲得較準(zhǔn)確的晶體結(jié)構(gòu)信息。除此之外，Nowotny結(jié)

3、構(gòu)的Cu2Te中Te-Te鍵表現(xiàn)出了范德瓦爾斯鍵的特點(diǎn)，而Cu-Te鍵和Cu-Cu鍵表現(xiàn)為結(jié)合力很強(qiáng)的共價(jià)鍵。通過(guò)分析態(tài)密度和能帶結(jié)構(gòu)圖，我們發(fā)現(xiàn)Nowotny結(jié)構(gòu)的Cu2Te為金屬性導(dǎo)體。最后，我們?cè)贜owotny結(jié)構(gòu)的Cu2Te能帶結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與石墨烯和拓?fù)浣^緣體中的狄拉克錐相類(lèi)似的錐型特征電子態(tài)，由此推測(cè)Nowotny結(jié)構(gòu)的Cu2Te可能會(huì)有一些特殊的電子性質(zhì)。
　　在第四章中我們用第一性原理計(jì)算方法研究了反螢石結(jié)構(gòu)Cu