二维缺陷GaAs电子结构和光学性质第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了存在Ga空位缺陷和掺杂B原子的二维GaAs的能带结构、态密度和光学性质.计算结果表明空位缺陷二维GaAs显示出金属特性,B原子的引入使体系变为间接带隙半导体,禁带宽度为0.35 eV.态密度计算发现体系低能带主要由Ga的s态、p态、d态和As的s态、p态构成;高能带主要由Ga和As的s态、p态构成.掺杂B原子与存在空位缺陷的二维GaAs相比,静态介电常数相对较低,变为8.42,且易于吸收紫外光,在3.90～8.63 eV能量范围具有金属反射特性,反射率达到52%.

二维GaAs电子结构和光学性质的理论计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理和分子动力学理论,验证了二维GaAs类石墨烯结构的稳定性,计算了二维GaAs的基态电子结构、态密度和光学性质参数。结果表明,不同于三维GaAs,二维GaAs最高的两个能带相互交叠,显示出金属性;维度的降低使得As的s态和p态电子相互作用增强,产生较多的态密度峰,且峰位向低能方向移动;低能带主要由Ga-d态、As-s态和As-p态构成;高能带主要由As-s态和As-p态构成;二维GaAs静态介电常数为3.67,对紫外光具有较强的吸收作用,在光子能量3.90~4.71eV和5.69~6.90eV范围表现出金属反射特性。