压力对有机半导体均苯四甲酸晶体结构转变和电子性质的影响

O47; 研究高压条件下均苯四甲酸(C10H6O8)材料的结构和性质对探索有机半导体材料的应用有积极意义.基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,开展了0-300 GPa压强下C10H6O8 晶体的结构、电子和光学性质的研究.晶格常数在压强20 GPa和150 GPa下出现了明显跳变,且原子之间随着压强变化反复地出现成键/断键现象,表明压强可诱导晶体结构变化.电子结构的性质表明,0 GPa的C10H6O8 晶体是带隙为3.1 eV的直接带隙半导体,而压强增加到150 GPa时,带隙突变为0 eV,表明了晶体由半导体转变为导体.当压强为160 GPa时,晶体又变成了能隙约为1eV的间接带隙半...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in原子与分子物理学报 Vol. 41; no. 4; pp. 114 - 120
Main Authors 龚智诚, 陈丽敏, 张超, 刘春生
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京邮电大学 先进电磁信息材料与器件研究中心,南京 210023 2024
Subjects
电子结构
Electronic structure
第一性原理
First principle
Optical properties
光学性质
高压调控
High pressure control
C10H6O8
Online AccessGet full text
ISSN1000-0364
DOI10.19855/j.1000-0364.2024.044001

Cover

More Information
Summary:O47; 研究高压条件下均苯四甲酸(C10H6O8)材料的结构和性质对探索有机半导体材料的应用有积极意义.基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,开展了0-300 GPa压强下C10H6O8 晶体的结构、电子和光学性质的研究.晶格常数在压强20 GPa和150 GPa下出现了明显跳变,且原子之间随着压强变化反复地出现成键/断键现象,表明压强可诱导晶体结构变化.电子结构的性质表明,0 GPa的C10H6O8 晶体是带隙为3.1 eV的直接带隙半导体,而压强增加到150 GPa时,带隙突变为0 eV,表明了晶体由半导体转变为导体.当压强为160 GPa时,晶体又变成了能隙约为1eV的间接带隙半导体,这可能是费米能级附近仅受O-2p轨道电子影响所导致.通过对C10H6O8晶体介电函数的分析,再次验证了晶体在150 GPa时发生了结构相变.同时,电导率随压强增大而增强的特征表明,随压强增加,晶体体积被压缩,导致单位体积中导电粒子数增多.
ISSN:1000-0364
DOI:10.19855/j.1000-0364.2024.044001