本文關(guān)鍵詞：銫-鉛共摻雜碘化銦晶體的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： 碘化銦 摻雜 第一性原理 電子結(jié)構(gòu)

【摘要】：碘化銦以其禁帶寬度大,原子序數(shù)較高,電阻率較大且具有較大的載流子遷移率-壽命積的特點,成為近年來核輻射探測領(lǐng)域的研究熱點之一。目前,關(guān)于碘化銦的研究多集中在碘化銦純度和內(nèi)在缺陷對其核探測性能的影響,而晶體摻雜也是調(diào)制材料電子結(jié)構(gòu),改善材料性能的一種有效方法�；谝陨媳尘�,本文使用基于第一性原理的Materials Studio軟件對Cs摻雜碘化銦晶體、Pb摻雜碘化銦晶體以及Cs、Pb共摻雜碘化銦晶體的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進行了計算和分析。首先,使用Materials Studio軟件中的CASTEP模塊建立了純碘化銦超原胞模型,并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化成功的基礎(chǔ)上,建立了不同Cs摻雜濃度的模型,計算了摻雜體系的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、差分電荷密度和吸收光譜,分析了摻雜后禁帶寬度增大的原因。其次,在純碘化銦超原胞模型的基礎(chǔ)上,建立了不同Pb摻雜濃度的碘化銦超原胞模型,結(jié)構(gòu)優(yōu)化成功后計算了摻雜體系的最小光學(xué)帶隙、態(tài)密度、差分電荷密度和相對自由電子濃度。分析了摻雜后電子有效質(zhì)量和電導(dǎo)率的變化情況,解釋了吸收系數(shù)減小的原因。最后,在純碘化銦超原胞模型的基礎(chǔ)上,替位摻雜相同濃度的Cs原子和Pb原子,計算了摻雜體系的禁帶寬度、態(tài)密度和吸收光譜。分析了In_(0.75)Cs_(0.125)Pb_(0.125)I超原胞的禁帶寬度小于純碘化銦禁帶寬度的原因。計算了In_(0.75)Cs_(0.125)Pb_(0.125)I超原胞進入導(dǎo)帶的相對電子數(shù)濃度,分析了In0.875Pb0.125I體系電導(dǎo)率與In_(0.75)Cs_(0.125)Pb_(0.125)I體系電導(dǎo)率的大小關(guān)系。計算了In_(0.75)Cs_(0.125)Pb_(0.125)I超原胞的最小光學(xué)帶隙,解釋了吸收系數(shù)減小的原因。
【關(guān)鍵詞】：碘化銦 摻雜 第一性原理 電子結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O76
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 半導(dǎo)體核探測材料的研究背景10-11
• 1.2 半導(dǎo)體核輻射探測器的分類11-12
• 1.3 碘化銦的結(jié)構(gòu)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 碘化銦的結(jié)構(gòu)13
• 1.3.2 碘化銦的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本論文的研究目的及意義14
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 第一性原理計算方法及其應(yīng)用16-29
• 2.1 引言16-17
• 2.2 第一性原理計算方法17-22
• 2.2.1 Hartree - Fock近似17-18
• 2.2.2 密度泛函理論18-21
• 2.2.3 局域密度近似與廣義梯度近似21-22
• 2.3 第一性原理計算方法的應(yīng)用22-27
• 2.3.1 體系能量22-23
• 2.3.2 幾何優(yōu)化23-24
• 2.3.3 能帶結(jié)構(gòu)計算24
• 2.3.4 態(tài)密度24-25
• 2.3.5 電荷布居分析25
• 2.3.6 光學(xué)性質(zhì)25-27
• 2.4 計算軟件介紹27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 Cs摻雜對InI電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的影響29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 理論模型與計算方法29-30
• 3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與穩(wěn)定性分析30-31
• 3.4 電子結(jié)構(gòu)分析31-36
• 3.4.1 能帶分布31-33
• 3.4.2 態(tài)密度分析33-36
• 3.4.3 差分電荷密度分析36
• 3.5 吸收光譜分析36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 Pb摻雜對InI最小光學(xué)帶隙和電導(dǎo)率的影響38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 理論模型和計算方法38-39
• 4.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與穩(wěn)定性分析39-40
• 4.4 高摻雜與最小光學(xué)帶隙分析40-44
• 4.5 相對自由電子濃度與有效質(zhì)量分析44-45
• 4.6 遷移率與電導(dǎo)率分析45-46
• 4.7 差分電荷密度分析46-47
• 4.8 本章小結(jié)47-48
• 第5章 Pb-Cs共摻雜對InI電子結(jié)構(gòu)的影響48-55
• 5.1 引言48
• 5.2 理論模型和計算方法48-49
• 5.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與穩(wěn)定性分析49-51
• 5.4 能帶結(jié)構(gòu)分析51
• 5.5 態(tài)密度分析51-52
• 5.6 相對自由電子濃度與電導(dǎo)率分析52-53
• 5.7 吸收光譜分析53-54
• 5.8 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果61-62
• 致謝62-63
• 作者簡介63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱宰萬，徐濟安;金屬氫理論（Ⅳ）Wigner—Seitz球原胞近似方法[J];延邊大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1996年02期

2 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張文秀;銫-鉛共摻雜碘化銦晶體的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)研究[D];燕山大學(xué);2016年

2 汪建廣;Au在Si（001）表面及Fe在Au鈍化的Si（001）表面的化學(xué)吸附[D];河南師范大學(xué);2004年

，

本文編號：1114636