γ-B_(28)的电子结构和弹性性质第一性原理研究

利用第一性原理对硼的高压相γ-B28的能带结构、态密度、分态密度、布居数分布和弹性性质进行研究。研究结果表明：γ-B28具有半导体能带结构的特征,是具有宽间接带隙的半导体材料,且整个带结构由杂化的硼原子2p态和2s态组成,在价带低能段及高能段的？14.5~？11.5 eV区域,硼2p态和2s态对总态密度的贡献大体相当,而在价带高能段的？11.5~0 eV区域及整个导带,对总态密度的贡献主要来源于2p态电子;γ-B28中的化学键具有共价和离子混合键的特征,且共价特征占主导地位;γ-B28单晶弹性常数cij满足力学稳定性判据,表明γ-B28具有力学稳定性,且沿a方向强度最大,而c方向强度最小;γ-B28的体弹模量、剪切模量和弹性模量都较大,而体弹模量和剪切模量的比值BH/GH〈1.75及泊松比ν≈0.1,表明γ-B28是一种超硬脆性材料。

γ-B_(28)光学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函第一性原理的GGA方法,计算研究了硼的高压相γ-B28的能带结构、态密度、分态密度和光学性质。计算结果表明,γ-B28具有半导体能带结构的特征,其带隙达1.619eV,且整个带结构由杂化的硼2p态和2s态组成,且2p态占主导地位。γ-B28的静态介电常数为11.0733,静态的折射率为3.328,介电函数虚部的吸收边位于1.7eV左右,同时,在2.693eV和5.232eV处有2个明显的特征峰。γ-B28的反射系数在0～16eV范围内随着能量的升高而逐渐增大,但在19.4eV时反射系数急剧下降,而吸收系数的数量级达105cm-1,其电子能量损失谱(EELS)的共振峰在19.4eV处,与反射系数的陡降相对应。