Mn掺杂β-FeSi2能带结构及光电子特性计算

论文摘要

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对具有重大应用前景的半导体光电子材料掺杂Mn的β-FeSi2的几何结构、能带结构及其光电子特性进行了详细的计算研究。详细计算了掺杂Mn的β-FeSi2的几何结构、能带结构和光学性质。结果表明Mn杂质原子对Fe原子的取代造成晶格畸变，晶胞体积增大；掺入杂质时掺杂原子的置换位置具有择位性，Mn掺杂时Mn原子的置换位置为FeI位的Fe原子；Mn掺杂后，费米面向价带偏移，β-FeSi2导电类型变为p型；计算了Mn杂质的存在对β-FeSi2的光学性质造成的影响：掺杂后的β-FeSi2的复介电函数、吸收系数、折射率、反射率、光电导率光谱都向低能方向发生了偏移；Mn掺杂使得能量损失函数的最大峰值向低能方向偏移，最大吸收峰的值减小；Mn的掺入增大了β-FeSi2的折射率n0。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 2研究背景'>第一章 环境半导体光电子材料β-FeSi₂研究背景
• 引言
• 1.1 材料计算与设计简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要内容及意义
• 2简介'>第二章 环境半导体光电子材料β-FeSi₂简介
• 引言
• 2的晶体结构'>2.1 β-FeSi₂的晶体结构
• 2的能带结构'>2.2 β-FeSi₂的能带结构
• 2的电学和光学性质'>2.3 β-FeSi₂的电学和光学性质
• 2的制备技术'>2.4 β-FeSi₂的制备技术
• 第三章 固体能带理论及计算方法
• 引言
• 3.1 第一性原理
• 3.2 密度泛函理论
• 3.3 正交化平面波方法
• 3.4 赝势方法
• 3.5 全电势LAPW方法
• 3.6 Muffin-tin轨道线性组合方法
• 2的能带结构及光学特性研究'>第四章 Mn掺杂β-FeSi₂的能带结构及光学特性研究
• 引言
• 4.1 理论模型及计算方法
• 4.2 计算结果及分析
• 4.2.1 Mn掺杂FeⅠ位、FeⅡ位的几何结构
• 4.2.2 能带结构
• 4.2.3 光学性质
• 4.2.3.1 复介电函数
• 4.2.3.2 吸收谱
• 4.2.3.3 复折射率
• 4.2.3.4 反射谱
• 4.2.3.5 光电导率
• 4.2.3.6 能量损失函数
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录:发表论文及参加课题