ZnSe和ZnS弹性常数和相变的从头计算

论文摘要

ZnSe和ZnS是制作光电仪器、半导体激光器以及发光二极管很常用的半导体材料。虽然它们在技术方面已得到广泛的应用，在高压下的性质也得到了大量地研究，但是在高压下的一些基本问题（包括其几何结构、电子结构及键的机制等）还未获得解决。近年来，无论是在实验上还是理论上，研究材料在高压下的性质一直是个热门课题。本文首先利用平面波赝势密度泛函理论研究了ZnSe从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变以及这两种结构的基本性质参数，包括晶格常数a、体弹模量B0、体弹模量对压强的一阶导数B′0以及弹性常数(C11、C12、C44)。依据焓相等原理，我们发现从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变压强为16.8GPa，计算结果与实验及其它理论值相符。其次利用平面波赝势密度泛函理论研究了ZnS从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变以及这两种结构的基本性质参数，包括晶格常数a、体弹模量B0、体弹模量对压强的一阶导数B′0以及弹性常数(C11、C12、C44)。依据焓相等原理，我们发现从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变压强为15.4GPa，计算结果与实验及其它理论值相符。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容
• 1.2.1 ZnSe的相变和热力学性质
• 1.2.2 ZnS的相交和热力学性质
• 第二章 原理方法
• 2.1 第一性原理计算方法概述
• 2.1.1 多粒子体系的Schr（o|¨）Sdinger方程
• 2.1.2 非相对论近似
• 2.1.3 Born-Oppenheimer近似
• 2.1.4 轨道近似
• 2.2 密度泛函理论
• 2.2.1 Hohenberg-Kohn定理
• 2.2.2 Kohn-Sham方程
• 2.2.3 局域密度近似和广义梯度近似
• 2.3 赝势平面波方法
• 2.3.1 模守恒赝势
• 2.3.2 超软赝势
• 2.4 相变
• 2.5 弹性性质
• 2.6 准谐德拜模型
• 第三章 ZnSe相变和热力学性质的第一性原理计算
• 3.1 引言
• 3.2 计算方法
• 3.3 讨论与结果
• 3.3.1 闪锌矿结构和氯化钠结构ZnSe的基本性质
• 3.3.2 ZnSe从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变及其状态方程
• 第四章 ZnS相变和热力学性质的第一性原理计算
• 4.1 引言
• 4.2 计算方法
• 4.3 讨论与结果
• 4.3.1 闪锌矿结构和氯化钠结构ZnS的基本性质
• 4.3.2 ZnS从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变及其状态方程
• 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢