BaSi2電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的第一性原理贗勢(shì)平面波方法，對(duì)塊體、硅基外延生長(zhǎng)和應(yīng)力作用下的BaSi2以及Ba1-xMxSi2(x=0.125)(M= Sr、Ga、In)的電子結(jié)構(gòu)及其光電子特性進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。
　　計(jì)算了塊體 BaSi2的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。計(jì)算結(jié)果表明：BaSi2為間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙值為1.086eV；其能態(tài)密度主要由 Si的3s，3p及Ba的6s、5d態(tài)電子構(gòu)成；復(fù)介電函數(shù)的計(jì)算表明BaSi2具有各向異性的性質(zhì)

2、，吸收系數(shù)最大峰值為2.67×105cm-1，折射率03.35n為。
　　計(jì)算了異質(zhì)外延關(guān)系為BaSi2(100)//Si(111)，取向關(guān)系為BaSi2<001>//Si<110>的外延穩(wěn)定狀態(tài)下BaSi2的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)晶格常數(shù)
　　0.874nm≤a≤0.878nm時(shí)，BaSi2的能帶結(jié)構(gòu)始終是間接帶隙，晶格常數(shù)為0.876nm時(shí)，BaSi2處于穩(wěn)定狀態(tài)，其對(duì)應(yīng)的帶隙值為0.9099eV，小于塊體

3、帶隙值，價(jià)帶的態(tài)密度主要由Ba的6s、5p態(tài)電子構(gòu)成；導(dǎo)帶的態(tài)密度主要由Ba的5d、5p態(tài)和Si的3p態(tài)電子構(gòu)成，靜態(tài)介電常數(shù)為12.270，折射率為3.503。
　　計(jì)算了應(yīng)力作用下的正交相BaSi2的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。計(jì)算結(jié)果表明：等方向的壓力造成了晶格常數(shù)的線性變化。當(dāng)晶格常數(shù)從107％、100％、93％依次變化時(shí)，其對(duì)應(yīng)的帶隙值為逐漸線性減小，受帶隙變化的影響，表征光學(xué)性質(zhì)的介電函數(shù)、復(fù)折射率、吸收系數(shù)等響應(yīng)向高能量范圍

4、漂移。
　　計(jì)算了Ba1-xMxSi2(x=0.125)(M= Sr、Ga、In)的幾何結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明雜質(zhì)原子對(duì) Ba原子的取代造成晶格畸變，替代不同雜質(zhì)時(shí)原子的置換位置具有擇位性，Sr、Ga、In替代時(shí)原子的置換位置為BaI位的Ba原子。Sr替代 Ba原子后，BaSi2的帶隙類型沒有發(fā)生變化；Ga、In替代 Ba原子后費(fèi)米面向?qū)?，BaSi2導(dǎo)電類型變?yōu)閚型。不同原子替代后的Ba1-xMxSi2靜態(tài)介電常