發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 04:36

【摘要】：本文運(yùn)用基于密度泛函理論的第一性原理方法計(jì)算了摻Ba氧化鋅體材料以及摻Ba納米結(jié)構(gòu)的氧化鋅(包括ZnO薄膜、ZnO納米管、ZnO納米線)的電子結(jié)構(gòu),鐵電性能以及光學(xué)性能。計(jì)算結(jié)果表明:1、ZnO體材料和摻雜Ba原子的ZnO(Zn8-xBaxO8)材料的電子結(jié)構(gòu)及鐵電特性計(jì)算表明:(1)ZnO體材料和摻雜Ba原子的ZnO(Zn8-xBaxO8)材料均屬于直接寬帶隙半導(dǎo)體材料且?guī)秾挾入SBa原子摻雜個(gè)數(shù)的增加而增加。(2)隨著Ba原子摻雜個(gè)數(shù)的增加ZnO極化率增大,但相對(duì)介電值減小。2、ZnO薄膜和摻雜Ba原子的ZnO薄膜(Zn5-xBaxO5)材料的電子結(jié)構(gòu)及鐵電特性計(jì)算表明:(1)ZnO薄膜和摻雜Ba原子的ZnO薄膜(Zn5-xBaxO5)材料都不是直接寬帶隙半導(dǎo)體材料且ZnO薄膜禁帶寬度隨著Ba原子摻雜個(gè)數(shù)的增加先減小后增大。(2)與純ZnO薄膜相比,ZnO薄膜摻入Ba原子后的z軸極化率與相對(duì)介電值均隨摻雜個(gè)數(shù)的增加先增大后減小。3、ZnO納米管(nano-tube)和摻雜Ba原子的ZnO納米管(Zn18-xBaxO18)材料的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能及鐵電特性研究結(jié)果表明:(1)摻雜Ba原子前后的的ZnO納米管體系均為直接寬帶隙半導(dǎo)體材料且ZnO納米管禁帶寬度隨著Ba原子摻雜個(gè)數(shù)的增加先增大后減小;(2)ZnO納米管的x,y,z三個(gè)軸上的極化率隨著Ba原子摻雜個(gè)數(shù)的增加均增大,而相對(duì)介電值卻相對(duì)減小。(3)氧化鋅納米管的反射率在可見光區(qū)域逐漸增大,并且吸收邊有向高能區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì),即在納米尺度下存在著類似的“藍(lán)移”現(xiàn)象。4、ZnO納米線(nano-rod)和摻雜Ba原子的ZnO納米線(Zn6-xBaxO6)材料的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能及鐵電特性的研究結(jié)果表明:(1)ZnO納米線的能帶間隙值隨Ba原子摻雜個(gè)數(shù)的增加先升高后降低;(2)ZnO納米線的x,y z三個(gè)軸上的極化率隨著摻雜Ba原子個(gè)數(shù)的增加均增大,而相對(duì)介值數(shù)卻在減小。(3)氧化鋅納米線的反射率在可見光區(qū)域逐漸增大,并且吸收邊有向高能區(qū)移動(dòng)的趨勢(shì),即在納米尺度下存在著類似的“藍(lán)移”現(xiàn)象。
【圖文】：

寧夏大學(xué)碩士學(xué)士論文邐第二章結(jié)構(gòu)建立與計(jì)算方法逡逑第二章結(jié)構(gòu)建立與計(jì)算方法逡逑２．１結(jié)構(gòu)建立逡逑２．１．１邋ＺｎＯ體材料的結(jié)構(gòu)建立和計(jì)算逡逑１．體材料模型的建立逡逑（１）導(dǎo)入模型：打開Ｃａｓｔｅｐ軟件，打^uｆｉｌｅ－ｉｍｐｏｒｔ邋Ｄｏｃｕｍｅｎｔ（導(dǎo)入模型庫中的模型）－計(jì)算機(jī)中逡逑（Ｃ：＼Ｐｒｏｇｒａｍ邋Ｆｉｌｅｓ＼Ａｃｃｅｌｙｓ＼Ｍａｔｅｒｉａｌｓ邋Ｓｔｕｄｉｏ６．０＼ｓｈａｒｅ＼ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ＼ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅｓ＼ＺｎＯ）找到安裝邋Ｃａｓｔｅｐ逡逑的目錄，找到想要導(dǎo)入的結(jié)構(gòu)。逡逑（２）修改模型顯示樣式：點(diǎn)擊右鍵，Ｄｉｓｐｌａｙ邋ｓｔｙｌｅ＼Ａｔｏｍ＼ｂａｌｌ邋ａｎｄ邋ｓｔｉｃｋ邋（這是單胞結(jié)構(gòu)）。逡逑（３）建立超晶胞：主頁面Ｂｕｉｌｄ＼Ｓｙｍｍｅｔｒｙ＼ｓｕｐｅｒｃｅｌｌ邋（比如輸入２＞＜２ｘｌ，就建立成了邋２＞＜２ｘｌ的超逡逑晶胞）。邐邐逡逑

（２）參數(shù)設(shè)置：Ｓｅｔｕｐ邋里的邋Ｔａｓｋ－Ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，邋Ｑｕａｌｉｔｙ－Ｍｅｄｉｕｍ，，邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ－Ｇ然后點(diǎn)擊邋ｍｏｒｅ，邋選中邋Ｏｐｔｉｍｉｚｅ邋ｃｅｌｌ，其他參數(shù)不變；ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｓｅｕｄｏｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ－Ｎｏｒｍ－ｃｏｎｓｅｒｖｉｎｇ，其他不變；Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋里選中邋Ｂａｎｄ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，邋Ｄｓｔａｔｅｓ－Ｃａｌｃｕｌａｔｅ邋ＰＤＯＳ，邋ＰｏｌａｒｉｚａｂｉｌｉｔｙＩＲ邋ａｎｄ邋Ｒａｍａｎ邋ｓｐｅｃｔｒａ，邋Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ邋ａｎａｌｙｓｉｓ－邋Ｃａｌｃｕｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ；ｊ0ｂ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ－Ｒｕｎ邋ｉｎ邋ｐａｒａｌｌｅｌ邋ｏｎ邋選邋４；最后點(diǎn)擊邋ｒｕｎ邋進(jìn)行運(yùn)行。逡逑（３）查看計(jì)算結(jié)果：點(diǎn)擊優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)，選擇這個(gè)按鈕點(diǎn)擊ａｎａ｜ｙｓｉｓｉ，出現(xiàn)擇你需要的性質(zhì)，點(diǎn)擊ｖｉｅｗ。其中鐵電性能直接在Ｅｆｉｅｌｄ邋．邋ｃａｓｔｅｐ里面進(jìn)行查看。逡逑ｐ］邋ＣＡＳＴＥＰ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ逡逑Ｂａｎｄ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邐▲逡逑Ｃｏｒｅ邋ｌｅｖｅｌ邋ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ逡逑Ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｏｆ邋ｓｔａｔｅｓ逡逑Ｅｌａｓｔｉｃ邋ｃｏｎｓｔａｎｔｓ逡逑ＩＳＳＳＳＥｍａｉｌＢＩＢＨＨＢｉｍｉ逡逑Ｅｌｅｃｌｒｏｎ邋ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ邐%煎義希海牛歟澹悖簦潁錚鑠澹洌澹睿螅椋簦義希遙澹螅酰歟簦簀澹媯椋澹哄危跡危镥澹潁澹螅酰歟簦簀澹媯椋歟邋澹幔觶幔椋歟幔猓歟濉靛義希翦危模澹睿螅椋簦澹媯椋澹歟溴澹懾危桑叔義希族澹鄭椋澹麇澹椋螅錚螅酰潁媯幔悖邋澹錚鑠澹椋恚穡錚潁翦義希殄澹櫻洌觶邋澹懾澹洌澹睿螅椋簦澹ǎ板澹媯椋歟邋義

本文編號(hào)：2675454