第一性原理研究ZnS掺V的光学性质和电子结构

运用密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),对替代式掺杂钒(V)的闪锌矿(ZnS)的超晶胞电子结构进行了计算。研究了ZnS掺杂的光学性质及其电子结构,通过分析发现,光吸收的计算结果与运用配位场理论得到的计算结果以及实验数据符合较好;同时还对引入杂质前后电子结构的异同以及价键的一些性质进行了对比分析:因为杂质V的引入,态密度出现了几个新的峰,并且本体能带向低能方向偏移了大约2.5 eV,V所带正电荷为0.28,比任何一类Zn原子都要小,S—V键的共价性最强、键长最短。

自旋电子学简介及其研究进展

自旋电子学主要研究电子自旋在固体物理中的作用,是一门结合磁学与微电子学的交叉学科,其研究对象包括电子的自旋极化、自旋相关散射、自旋弛豫以及与此相关的性质及其应用等.基于电子自旋的自旋电子器件能够大大提高信息处理速度和存储密度,而且具有非易失性、低能耗等优点.简单介绍了自旋电子学的概念及其研究内容,综述了自旋电子学目前的研究及应用进展.

顺式聚乙炔中极化子电子态的研究

本文在反式聚乙炔分立模型的基础上,考虑到顺式聚乙炔中的孤子对间存在着吸引力.引入孤子对间的禁闭势,作为顺式聚乙炔的分立模型.对顺式聚乙炔中极化子的电子态的研究发现:电子晶格耦合常数λ=0.4,对不同的禁闭参数r.在导带、价带的顶部或底部存在四个新的电子局域态;λ=0.25,对不同的禁闭参数,能隙中的二个新的局域态不出现.它们均为浅局域态.本文结果支持了最近发现孤子新的电子局域态的结果.本文方法可推广到基态具有非简并的类似系统.

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.

γ-Si_3N_4在高压下的光学性质研究

采用基于密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA-PW91),详细计算了不同压力下γ-Si3N4的光学性质(反射系数、吸收系数、复介电常数、折射系数).分析了压力对光学性质的影响,发现在高压条件γ-Si3N4的一些光学性质并不发生太大的变化,表明γ-Si3N4在高压条件下的光学应用是可行的.

Si掺杂InN的电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势(PWP)方法,结合广义梯度近似(GGA)计算了Si掺杂的InN的电子结构和光学性质,包括能带结构、态密度、介电常数、吸收系数、反射和电子能量损失等.计算表明掺入Si后电子趋于深能级分布,介电函数虚部出现新峰、反射峰的强度有所增强,吸收边和电子能量损失谱有蓝移现象;这些变化与Si掺杂后引起电子密度改变有关.

W型钡铁氧体的溶胶-凝胶法制备及吸波性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了W型BaZn1．5Co0.5Fe16O27钡铁氧体。在1000℃得到了单一W相纳米晶，晶粒大小为38nm，在1100℃完全形成了大小均匀的平面六角片状结构，其长度为1～3μm，横向尺寸为143-286nm。对其吸波性能进行了测量，发现有2个强吸收峰：0．90Hz和2．40Hz。吸收性能随烧结温度的升高而下降，在0．90Hz的能量吸收率：1000℃为68％，1100℃为48％；在2．40Hz的能量吸收率：1000℃为94％，1100℃为88％。

Si/SiN_x多层膜能带结构的理论研究

利用Kronig-Penney模型计算了Si/SiNx多层膜结构中Si亚层的能带结构.结果表明,无论是减少Si或Si/SiNx亚层的厚度都将导致Si层的带隙发生宽化,计算结果与实验值符合较好.进而还发现,当Si层厚度减小时,Si/SiNx多层膜结构中载流子(电子和空穴)的有效质量均减小,有利于对载流子复合发光的控制.计算结果对实验上研究发光可控的Si/SiNx多层膜结构有重要指导意义.

ZnO基稀磁半导体材料研究进展

随着铁磁性半导体(如Mn掺杂InAs和GaAs)的发现,稀磁半导体(DMS)近来吸引了众多研究者的目光。传统半导体不具有磁性,而稀磁半导体可以在不改变传统半导体其它性质的情况下引入磁性,具有良好的物理化学性能。从实验和理论计算两个方面总结了ZnO基DMS的国内外研究现状,讨论了各种生长方法、基底选择、生长温度对材料磁性的影响,总结了如何通过改变实验条件来增大饱和磁化强度及提高Curie温度。

(Mg,Fe)SiO_3钙钛矿在高压下光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法并结合局域密度近似(LDA),计算了(Mg_(0.875),Fe_(0.125))SiO_3钙钛矿在高压下的光吸收和折射率性质.结果表明:(1)计算得到的二价铁吸收带的波数位置以及其吸收带随压力增大出现的蓝移现象与实验观测结果基本一致.(2)压力是导致二价铁吸收带强度降低的一个重要因素,而二价铁自旋态的转变对其吸收带强度的降低没有贡献.因此,实验中观测到的二价铁吸收带强度的降低或许与其自旋态的转变无关.(3)在近红外和可见光区,折射率随着压力增大而降低,随波数增加而缓慢上升.

纳米NiZn铁氧体的磁性能研究

应用化学共沉淀法制备了NiZn铁氧体的前驱体粉末,X射线衍射(XRD)对前驱体分析表明,它是纳米混合物(非铁氧体).对前驱体进行热处理后,得到尖晶石型N i0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体.振动磁强计(VSM)测得N iZn铁氧体的磁性参量为:比饱和磁化强度σs=68 emu/g,比剩余磁化强度σr=2.36 emu/g,矫顽力HC=50 Oe.σs=68 emu/g比商业产品的σs高一倍,说明所制备的N iZn铁氧体可能具有一定的实用价值.

纳米结构太阳能电池材料的研究进展

纳米结构材料是当今科学研究的热点,它应用于太阳能电池具有成本低、稳定性好、光电转化率高等特点。介绍了纳米结构材料,如自组装纳米结构的有机盘状液晶太阳能电池和无机纳米晶太阳能电池材料(主要包括敏化Ti O2纳米晶、CdSe和CdTe纳米晶、Si基纳米结构)的研究和应用进展,并展望了这些纳米结构材料作为太阳能电池材料的未来发展。

Fe、Ni共掺杂ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上旋涂生长了ZnO、Fe,Ni单掺杂及(Fe,Ni)共掺杂ZnO薄膜。产物的显微照片及XRD图谱结果表明,该方法所制备的ZnO薄膜表面均匀致密,都存在(002)择优取向,具有六角纤锌矿结构,晶粒尺寸平均在13nm左右,振动样品磁强计(VSM)测试结果显示掺杂ZnO薄膜均存在室温铁磁性。光致发光(PL)测量表明所有样品薄膜的PL谱主要由较强的紫外发光峰(394nm)、蓝光峰(420nm)、绿光峰(480nm)组成。Fe、Ni单掺杂和共掺杂并不改变ZnO薄膜的发光峰位置,但掺杂后该紫外发光峰减弱,420nm处的蓝光峰增强。

ZnS:Co^(2+)晶体的顺磁g因子研究

采用赵敏光提出的双zetad 轨道模型 ,通过拟合平均共价性因子N和电偶极矩 μ ,统一地解释了ZnS :Co2 +的d d跃迁谱和顺磁 g因子 ,g因子的计算结果分别为 2 .2 4 82 (微扰法 )和 2 .2 35(完全对角化方法 ) ,与实验值 2 .2 4 8符合得很好 .文章对计算中遇到的轨道模型、微扰方法、参量拟合、双旋轨耦合及Jahn Teller效应等有争议的问题作了阐释 .

Co^(2+)离子在MgF_2和ZnF_2晶体中的各向异性g因子的理论研究

利用基于基团模型的 3d7离子在斜方对称中的高阶微扰公式计算了MgF2 和ZnF2 晶体中Co2 + 杂质中心的各向异性g因子 gx,gy 和gz.在计算中 ,考虑了共价效应 ,组态相互作用和斜方晶体场的贡献 ;而且与此相关的参量可由所研究的晶体的光谱和结构数据得到 .计算结果与实验符合较好 .

CsNiCl_3晶体光谱、EPR谱和x散射实验的理论研究

采用半自洽场(semi SCF)d轨道模型和完全对角化方法,对CsNiCl3晶体的吸收光谱,EPRg因子和零场分裂D和x散射实验作出了新的统一解释,计算结果与实验值符合得很好.在此基础上,进一步对CsNiCl3在低温下顺磁共振g因子随温度的漂移作了半定量的解释.

3d过渡金属离子在晶体中的光学和磁学性质理论研究的基础和现状

3d过渡金属离子研究较多的是V2+、Cr2+、Cr3+、Mn2+、Mn3+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+和Cu2+,它们是一类活跃的金属离子,包含这些离子的晶体的光学和磁学性质大多决定于这些离子,这些离子掺杂在其它晶体中常会很大地改变原晶体的物理和化学性质,因而一直是实验和理论研究的热点.介绍了3d过渡金属离子在晶体中的光学和磁学性质研究的理论基础——被广泛应用的晶体场理论近似和分子轨道理论近似,分析了晶体场理论在研究共价晶体特别是半导体中遇到的困难;讨论了分子轨道模型和双旋轨耦合模型应用中所面临的问题.列举了近年来关于3d过渡金属离子在晶体中的光吸收谱、电子顺磁共振谱、塞曼谱、磁化强度、磁化率、磁比热等光学和磁学性质理论研究中取得的成果和遇到的困难,还对一些3d过渡金属离子在晶体中的某些光学和磁学性质进一步的理论研究做了展望.

电子关联对聚乙炔中激子类型的影响

在SSH哈密顿基础上引进弱电子关联,对反式聚乙炔链中光致激子的产生和演化过程实施分子动力学模拟.弱关联强度参数U取值0～1.250 eV,V=U/2取值0～0.625 eV.计算结果表明,关联强度的大小影响链中元激发类型,U<0.555 eV时产生的元激发为孤子-反孤子对,U>0.555 eV时产生的元激发为正负荷电极化子对.为进一步讨论该类型一维系统中不同类型激子的产生、输运、衰减等动态过程,关联强度参数U的选择提供参考.

压力对β-Si_3N_4的电子结构和光学性质的影响

采用基于密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),对不同压强下β-Si3N4的电子结构和光学性质进行了计算,较好地解释了已经报道的实验结果,进一步研究了β-Si3N4其它物理参数随外压力的变化规律.

全色银盐干版记录真彩色反射全息图的新技术研究

以俄罗斯ＰＦＧ０３Ｃ超高分辨率全色银盐干版作为记录，通过控制三原色激光的色平衡比，优化显影、漂白等后处理配方及工艺，制作出了色饱和度好、立体感强、衍射效率高的真彩色反射全息图．给出的三原色反射全息光栅的光谱图表明，本文提出的制作及处理工艺可以有效地抑制记录层的乳胶收缩及由此带来的再现波长漂移、全息图像色饱和度降低等关键问题．