采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波方法计算了Ca_2Ge的电子结构、各方向的介电函数和极化对各方向的介电函数的影响。研究结果表明:Ca_2Ge是带隙值Eg=0.483 e V的直接带隙半导体,价带主要由Ca 3d和Ge 4p电子贡献,价带中存...采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波方法计算了Ca_2Ge的电子结构、各方向的介电函数和极化对各方向的介电函数的影响。研究结果表明:Ca_2Ge是带隙值Eg=0.483 e V的直接带隙半导体,价带主要由Ca 3d和Ge 4p电子贡献,价带中存在s-p-d和p-d两种轨道杂化,导带主要由Ca 3d电子贡献,不存在杂化轨道。Ca_2Ge介电函数存在各项异性,当受到极化时,(100)和(001)方向的介电常数减小,虚部的第一介电峰呈现蓝移现象,最大介电峰增强,电子跃迁增加;(010)方向的介电常数增加,虚部第一介电峰呈现红移,最大介电峰增加。说明极化促进电子跃迁,是调控电子跃迁的有效手段,计算结果为的研究提供理论参考。展开更多
文摘通过应力调控方式,采用了GGA和LDA两种近似方法分别计算了立方相Ca2Ge在-2~4 GPa应力下的电子结构和光电特性。根据能带结构计算结果得到,在-2~4 GPa应力范围,立方相Ca2Ge均为在G高对称点的直接带隙半导体,在0 GPa下GGA和LDA计算的带隙值分别为0. 55 e V和0. 426 e V。态密度结果表明了在所有调控应力下,价带主要是由Ge的p态电子贡献,导带主要是由Ca的d态电子贡献。分析复介电函数得到,0 GPa下的静态介电常数ε1(0)取得最大值,在所有应力范围内,介电函数ε1在E=0. 7 e V附近获得最大峰值,但2 GPa和4 GPa下的介电函数最大值向低能区移动,介电函数虚部ε2峰值主要是由Ge的4p态电子向Ca的3d态跃迁所产生的。根据折射率、反射谱、吸收谱信息,-2 GPa、2 GPa和4 GPa的调控应力使立方相Ca2Ge在5. 2~6. 5 e V能量范围内呈现出了较强的金属反射特性,此时,折射率和吸收谱值为0,反射谱取得最大值1,而能量损失函数分析表明,在调控应力下,出现最大能量损失的横坐标值从10. 2 e V移动至7. 8 e V,表明了可通过施加应力方式调控光电子能量出现的最大损失。
基金The science and technology foundation of Guizhou province,China(the contract LH of Guizhou NO.[2016]7077) The youth science and technology talents growth projects foundation in Guizhou province department education,China(the contract KY of Guizhou NO.[20
文摘采用基于密度泛函理论的第一性原理超软贋势平面波方法计算了Ca_2Ge的电子结构、各方向的介电函数和极化对各方向的介电函数的影响。研究结果表明:Ca_2Ge是带隙值Eg=0.483 e V的直接带隙半导体,价带主要由Ca 3d和Ge 4p电子贡献,价带中存在s-p-d和p-d两种轨道杂化,导带主要由Ca 3d电子贡献,不存在杂化轨道。Ca_2Ge介电函数存在各项异性,当受到极化时,(100)和(001)方向的介电常数减小,虚部的第一介电峰呈现蓝移现象,最大介电峰增强,电子跃迁增加;(010)方向的介电常数增加,虚部第一介电峰呈现红移,最大介电峰增加。说明极化促进电子跃迁,是调控电子跃迁的有效手段,计算结果为的研究提供理论参考。
