鉛鹽的電子結構和光學性質及其（001）面結構的理論研究.pdf

1、面心結構的鉛鹽PbS、PbSe、PbTe是一類窄帶隙半導體化合物,具有許多優(yōu)良的光電和熱電特性,如高的折射率和正的熱電系數(shù).在紅外探測、光散射、光纖激光技術和太陽能技術方面已有廣泛的應用.最近,人們對鉛鹽的異質結、薄膜、量子點、量子線和量子阱及其應用的研究也很感興趣.不僅如此,攙雜后的鉛鹽性能大大改善,現(xiàn)已應用于許多領域.由于表面對材料的特性具有重要的影響,而(001)表面是鉛鹽的天然解理面,所以對鉛鹽(001)表面的研究具有至關重要的

2、意義.鑒于鉛鹽在技術方面的廣泛應用,該文根據(jù)目前實驗上對一些表面已有的研究結果,用第一性原理方法在理論上對鉛鹽的體電子結構、光學性質,鉛鹽的表幾何結構和表面電子結構進行了研究,所用軟件為Cerius<'2>軟件中由劍橋大學開發(fā)的CASTEP軟件包.主要工作和結論如下:1.計算了PbS、PbSe、PbTe的晶格常數(shù)、能帶結構和態(tài)密度,以及反射率譜和吸收系數(shù)譜.依據(jù)我們計算的態(tài)密度和能帶結構,對光譜的特征和形成原因進行了分析,其反射率和吸收

3、系數(shù)譜的主要特征取決于價帶底和導帶頂附近電子軌道之間的躍遷.2.對PbS、PbSe、PbTe(001)表面的幾何結構和表面電子結構的研究表明:這些表面不發(fā)生重構,但表面原子出現(xiàn)弛豫現(xiàn)象;PbS、PbSe和PbTe(001)表面具有不同方式的振蕩馳豫,表面層間距的變化和褶皺現(xiàn)象呈現(xiàn)一定的規(guī)律性.三種鉛鹽的表面電子結構特征十分相似,而與Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半導體化合物不同,在基本帶隙中不引入表面態(tài),而在導帶和價帶的腹帶隙中以及更深能級中出現(xiàn)表