在Si(111)面上外延生长的OsSi_2电子结构的研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法,对异质外延关系为OsSi2(101)//Si(111),取向关系为OsSi2[010]//Si<011>的OsSi2平衡体系及附近各点的电子结构进行了理论计算。计算结果表明:当1.005nm≤a≤1.030时,且带隙值随着晶格常数a取值的增大而减小。当a取值为10.20时,体系处于稳定状态,此时OsSi2是具有带隙值为0.628eV的间接带隙半导体。

掺杂Os_(1-x)M_xSi_2(x=0.0625)(M=Re、Ir)的电子结构研究

本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波的方法,对OsSi_2晶胞的理论模型分别掺入Re和Ir原子,并对掺杂后的电子结构进行了理论计算。理论计算结果显示:1)Re和Ir两种杂质的掺入都使得OsSi_2晶胞的体积有所改变,造成了晶格畸变;2)系统总能量的计算表明Re、Ir掺杂时倾向于置换OsSi_2的OsII位置;Re的掺入使得OsSi_2的费米面向价带移动,形成了P型半导体;而掺Ir则使得OsSi_2的费米面向导带移动,形成了N型半导体。

OsSi_2电子结构及介电性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硅基异质外延的OsSi_2的电子结构和介电性能。结果表明,在1.010nm≤a≤1.030nm范围内,OsSi_2始终为间接带隙的能带结构,且带隙值随晶格常数a的增大而逐渐减小;当晶格常数a为1.020nm时,体系处于稳定平衡态,此时OsSi_2具有0.625eV的间接带隙能量值;OsSi_2的价带主要由Os的5d、5p和Si的3s、3p态电子构成,导带主要由Si的3s、3p和Os的5d、6s态电子构成;OsSi_2在外延稳定平衡态及其附近的介电函数实部和虚部变化趋近一致,与块体OsSi_2相比,OsSi_2在外延稳定平衡态下的介电函数曲线相对往低能区飘移,OsSi_2的介电峰减少且介电峰强度明显增强。

OsSi_2电子结构和光学性质的研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论赝势平面波方法,对正交相OsSi2的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算,能带结构计算表明它是一种间接带隙半导体,禁带宽度为0·813eV;其价带主要由Os的5d和Si的3p态电子构成;导带主要由Si的3s,3p以及Os的5d态电子构成;静态介电常数ε1(0)=15·43;折射率n=3·93·并利用计算的能带结构和态密度分析了OsSi2的介电函数、吸收系数、折射率、反射率、光电导率和能量损失函数的计算结果,为OsSi2的设计与应用提供了理论依据.

硅基外延OsSi_2电子结构及光电特性研究

基于第一性原理密度泛函理论的赝势平面波方法,对Si(111)基外延稳定正交相OsSi_2的能带结构、态密度以及光电特性进行了研究.研究结果表明,Si(111)基外延稳定正交相的OsSi_2是一种间接带隙半导体,禁带宽度为0.625 eV;其价带主要是由硅的3s,3p态电子和锇的5d态电子构成,导带主要由锇的5d态电子与硅的3s,3p态电子构成;其静态介电函数为15.065,折射率为3.85,吸收系数最大峰值为3.9665×10~5cm^(-1).利用理论计算的能带结构和态密度研究了Si(111)基外延稳定正交相OsSi_2的介电函数、折射率、吸收系数、光电导率和能量损失函数的变化规律,为Si(111)基外延OsSi_2的应用提供了理论基础.

应力下OsSi_2电子结构和光学特性研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论(Density Functional Theory)赝势法,对各向同性形变下OsSi2的电子结构、态密度和光学性质进行了理论计算.计算结果表明,当晶格常数从96%,100%,104%依次进行各向同性形变时,OsSi2的带隙逐渐减小.当晶格参数被压缩到原来的96%时,OsSi2的间接带隙值Eg=0.928eV,当晶格参数被拉伸到原来的104%时,OsSi2的间接带隙值Eg=0.068eV.其光学特性曲线向低能方向漂移,晶格拉伸使得OsSi2的静态介电函数增大而压缩使其减小;晶格压缩可以使其吸收响应增强,进而提高光电转换效率.