关于能带宽度的一点修正

材料的能谱、能带宽度是材料能带结构的重要参数,是了解材料物理性质的基础.材料的几乎一切光学、力学、热学及电磁学等性质的测量结果,必须要有正确的能带结构才能得到合理的解释,凸显能带理论的重要性.针对目前国内大部分固体物理教材中,在利用紧束缚近似法讨论三维晶格能带宽度时未提及波矢方向,且能带宽度取值不合适的情况,讨论了沿不同波矢方向面心立方晶格的能带宽度,作为讨论晶格所对应晶体不同方向其它性质的基础.

面心立方晶格第一布里渊区的三维动画模拟

介绍固体物理学中面心立方晶格第一布里渊区的三维动画模拟,重点分析了三维动画的设计思想,并展示了部分效果图,最后对动画模拟在教学实践中的效果作了简要评价.

计及次近邻作用二维单原子正方晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下二维单原子正方晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中3种特殊对称方向的色散关系表达式,每一对称方向仅有两支声学波.分析讨论次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:在缺乏次近邻原子作用下Γ-X方向横波频率为零,X-M方向高频声学波是无色散的,Γ-M方向纵波与横波简并;随着次近邻原子间作用的增强,Γ-X和X-M方向声子频率增大,Γ-M方向纵波频率也增大,并且当4γ2>γ1时纵波频率出现极大值,而其横波频率不变,但是Γ点和M点声子频率始终不变并分别简并.

二维双原子正方晶格振动的色散关系

利用晶格动力学理论推导了二维双原子正方晶格振动的色散关系表达式,得到第一布里渊区中沿Γ-X、Γ-M和X-M 3种对称方向的声子色散曲线,每一对称方向有四支格波,即两支声学波和两支光学波.讨论了原子质量和次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:当两原子质量相等时,3个对称方向的声学波与光学波间无频隙;当两原子质量不等时,声学波与光学波间出现频隙.计及次近邻原子间作用,对Γ点声子频率的大小和简并不影响,两声学模频率为零、两光学模频率简并;对X点声子频率的简并也无影响,但相应频率增大;使M点声子频率的简并度降低,高频声学和光学声子的频率增大,而低频声学和光学声子的频率不变;沿Γ-X方向四支格波仍是非简并的,对应的频率增大,但都表现出色散性;沿Γ-M和X-M方向简并格波的简并度消失,除Γ-M方向低频声学支和光学支频率不变之外,其他格波声子的频率都增大,并且四支格波都表现出色散性.

计及次近邻原子作用平面正三角晶格振动的色散关系

采用晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下平面正三角晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中三种特殊对称方向的色散关系表达式;每一对称方向有两支声学波,其中Γ-M和Γ-K方向有一支纵波和一支横波,且纵波的频率高于横波的频率,而M-K方向两支声学波既非纵波、又非横波.探讨了次近邻原子作用对色散关系的影响,结果表明:在缺乏次近邻原子作用下,最近邻原子间作用足够在整个第一布里渊区产生振动频谱;随着次近邻原子间作用的增强,声子频率不断增大,Γ-M和M-K方向两声学支的频率间隙不断减小,Γ-K方向部分横波声子频率逐渐趋近于最近邻原子作用下的纵波声子频率,而其纵波声子频率的极大值显著增大.次近邻原子之间的相互作用对色散关系有显著的影响,但是声子频率在Γ和K点始终不变并分别简并.

二维三角晶格的Peierls相变前后的声子色散曲线的研究

利用晶格动力学理论计算了二维三角晶格的Peierls相变前后的声子能谱。并且在第一布里渊区绘制了主要的对称点、线上的声子色散曲线。通过对Peierls相变前后的声子能谱比较可知 ,随其对称性降低 ,声子能谱的简并度被破缺。二维三角晶格的Peierls相变前只有两支声频支声子能谱 ,Peierls相变后有两支声频支声子能谱与两支光频支声子能谱 ,并且声频支声子能谱及光频支声子能谱不相交 ,两支光频支声子沿ky

三维立方晶体声子谱的严格解析解

只考虑次近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.给出非简并情况下的声子谱能量及其极化向量的严格解析解.

XYZ模型—各向异性亚铁磁性Heisenberg系统下的二维复式长方晶格的自旋波解

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X Y Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维长方复式晶格的自旋波解.并且讨论了系统的磁振子能谱随各向异性参数(X1,X2,X3)、自旋量子数(Sa,Sb)、在第一布里渊区中的主要对称点线上随波矢k的变化规律.

Graphene能带结构中载流子赝自旋特性描述

graphene晶格结构中存在两种不等价的碳原子,导致在第一布里渊区中,导带和价带交界点存在不等价的K点和K'点,载流子在能谷K(K')内的运动具有时间反演对称的性质。从分析石墨烯能带结构中K能谷和K'能谷的相对论Dirac方程入手,从理论上详细计算了该时间反演对称性质的算符表示及其性质。

晶格常数对亚铁磁性二维长方晶格磁振子能谱的影响

利用Heisenberg交换作用模型、格林函数法研究了X-Y-Z模型亚铁磁性Heisenberg系统下的二维长方复式晶格的自旋波解。并且讨论了系统的磁振子能谱随交换积分常数比J2 /J1的变化规律,以及在第一布里渊区中的 线上随波矢k 的变化规律。因为交换积分(J1, J2 )与亚铁磁性晶体的晶格常数有关, 并且随晶格常数的增加交换积分 (J1, J2 )将减小。我们得出系统的磁振子能谱在∑线分裂为E4 >E2 >0>E1 >E3,并且E1、E3 随晶格常数的减小而减小,但是E2、E4 随晶格常数的减小而增大。

三维体心立方晶体声子谱的解析解

考虑到第三近邻相互作用情况下,利用晶格动力学方法,确定晶格振动的动力学矩阵及其本征方程,求解三维体心立方晶体声子谱,给出了非简并情况下声子谱的能量及与其对应的极化向量的解析解。并在第一布里渊区的全空间讨论了声子谱的特性,指出了声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断了纵向声子与横向声子的特性。

二维三角晶格的Peierls相变前后的声子色散曲面的研究

利用晶格动力学理论计算了二维三角晶格的Peierls相变前后的声子能谱。并且在第一布里渊区绘制了声子色散曲面。通过对Peierls相变前后的声子能谱比较可知 ,随其对称性降低 ,声子能谱的简并度被破缺。二维三角晶格的Peierls相变前只有两支声频支声子能谱 ,Peierls相变后有两支声频支声子能谱与两支光频支声子能谱 ,并且声频支声子能谱与光频支声子能谱不相交 ,两支光频支声子沿ky 轴平缓地变化。

二维斜方晶格光子晶体的第一布里渊区分析

二维斜方晶格光子晶体在光学聚焦器件及光子晶体波导中有重要的应用价值。对二维斜方晶格的第一布里渊区进行研究发现,保持斜方晶格基矢模长比R不变,改变倾斜角θ,第一布里渊区形状将在矩形和平行六边形间交替变化,所需的倒格矢也相应地变化,利用倒格矢正交临界条件可以对第一布里渊区的形状和所需的倒格矢进行划分。最后,利用平面波展开法对一种斜方晶格光子晶体进行带隙计算,验证了这种划分的正确性。

三维面心立方晶体声子谱的严格解析解

在第三近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维面心立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.

对倒格子第一布里渊区的些许思考

针对不同教材中关于面心立方晶格和体心立方晶格的第一布里渊区的描述,本文通过对称性作图的方式直观地给出了这两种结构第一布里渊区的确定方法,并通过与空间可能存在的5种正多面体的特征的对比,提出了这两类晶格第一布里渊区的更为合理和统一的命名方法.

Fe掺杂二维GaN光电特性的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论下的第一性原理计算本征二维GaN以及3.125%的过渡金属Fe原子掺入GaN单层的电子结构以及光电性质,并分析Ga原子被Fe原子替位后GaN单层光电性质的变化。研究表明,本征二维GaN的带隙值为2.110 eV,属于间接带隙半导体,Fe原子掺入后使GaN单层的带隙变窄,带隙值减小为0.996 eV,由间接带隙变为位于简约布里渊区中心的直接带隙;此外,本征GaN单层掺入Fe原子后使复介电常数、吸收系数以及反射率在低能的区域发生较大的改变,但是在5 eV后本征GaN单层以及掺入Fe原子的GaN单层的光学性质几乎相同。

二维单斜点阵光子晶体的第一布里渊区及带隙计算

二维单斜点阵光子晶体在光学聚焦器件及光子晶体波导中有重要的应用价值,详细讨论了二维单斜点阵光子晶体的第一布里渊区及带隙计算,并与常规方法计算得出的二维正三角形晶格光子晶体的带隙结构进行了比较.最后讨论了临界条件下二维单斜点阵光子晶体的带隙结构,证明了本方法的有效性.