高压下4H-SiC结构、电子和光学性质的理论研究

O521+.21%O469; 本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对高压下4H-SiC的晶体结构、电子特性及光学性能进行了研究.通过分析不同压力条件下4H-SiC的相对体积、Si—C键长及结构能量的变化,发现该结构在70 GPa以内的压力范围内未发生结构相变;大于70 GPa的压力时,具有金属相的RS结构在能量上更具有稳定性.进一步的研究表明,随着压力的不断增加,4H-SiC作为半导体的带隙值呈现增大趋势.同时,其光学性能,包括吸收特性、介电函数和折射率等,均发生了显著变化,揭示了压力在调节4H-SiC电子与光学性质方面具有巨大潜力.本文的研究不仅证实了 4H-SiC在高压极...

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Published in人工晶体学报 Vol. 53; no. 12; pp. 2104 - 2112
Main Authors 张盼, 庞国旺, 尹伟, 马亚斌, 张钧洲, 杨慧慧, 秦彦军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 新疆理工学院理学院,阿克苏 843100%新疆理工学院机电工程学院,阿克苏 843100%新疆理工学院能源化工工程学院,阿克苏 843100%西安航空学院理学院,西安 710000 15.12.2024
Subjects
高压
optical property
晶体结构
first-principles calculation
电子性质
光学性质
第一性原理计算
crystal structure
4H-SiC
electronic property
high pressure
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2024.12.009

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Summary:O521+.21%O469; 本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对高压下4H-SiC的晶体结构、电子特性及光学性能进行了研究.通过分析不同压力条件下4H-SiC的相对体积、Si—C键长及结构能量的变化,发现该结构在70 GPa以内的压力范围内未发生结构相变;大于70 GPa的压力时,具有金属相的RS结构在能量上更具有稳定性.进一步的研究表明,随着压力的不断增加,4H-SiC作为半导体的带隙值呈现增大趋势.同时,其光学性能,包括吸收特性、介电函数和折射率等,均发生了显著变化,揭示了压力在调节4H-SiC电子与光学性质方面具有巨大潜力.本文的研究不仅证实了 4H-SiC在高压极端条件下仍具备优异的物理性能和应用潜力,还为其在高压光电材料领域的应用提供了新的理论依据.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2024.12.009