硅鍺核殼納米線的帶隙漂移和光吸收性質的應變調制.pdf

1、作為微納光電子器件領域中一類重要的結構單元，Si/Ge和Ge/Si核殼納米線因其優(yōu)異的物理和化學性質得到了科學家們的重點關注。核殼納米線體系與相應的塊體材料和單組元納米線不同，它的殼層能使體系內載流子發(fā)生分離，容忍更多的無位錯彈性形變，以及為體系表面勢阱態(tài)提供有效鈍化。此外，核、殼原子層之間由于界面失配和熱脹系數(shù)的不同，體系將處于總能極小的自平衡態(tài)。因此，體系的性質將受到表面和界面的調制。從而，從理論的角度澄清界面之間的相互作用機理以及

2、體系性質的尺寸和形狀效應對核殼納米線的制備和應用極為重要。
　　半導體核殼納米線結構的能帶結構、帶隙和光吸收系數(shù)是表征其電子學和光學性質的重要物理參量。目前的研究中，對此類問題的研究一般采用實驗和計算的方法，而從原子層次的理論模型和相關理論機制的探索還比較缺乏，特別是對于尺寸和形狀效應對體系能帶結構和光吸收性質的調制機制還不清楚。因此，本論文中，基于我們所發(fā)展的原子鍵弛豫理論模型和連續(xù)介質力學理論，我們建立了尺度和形狀依賴的核殼納

3、米線的帶隙漂移和光吸收系數(shù)變化的理論模型。在此基礎上，我們系統(tǒng)研究了Si/Ge和Ge/Si徑向核殼納米線的帶隙漂移和光吸收系數(shù)變化的尺度和形狀效應，取得的主要進展如下:
　　(1)考慮不同截面形狀（三角、四方、六邊和圓形）的Si/Ge和Ge/Si核殼納米線體系，我們建立了尺度和形狀依賴的帶隙漂移理論模型。通過研究發(fā)現(xiàn):由于體系原子鍵長的自發(fā)收縮和界面晶格的錯配的共同影響，核殼納米線體系處于亞穩(wěn)態(tài)，帶隙相對于塊體值發(fā)生藍移;相比于其