ZnSe的電子結構和性質(zhì)課件

ZnSe的電子結構和性質(zhì)目錄1.緒論課題背景、研究現(xiàn)狀。ZnSe的晶體結構、性質(zhì)。2.本課題的研究內(nèi)容理論基礎：第一性原理、密度泛函理論、態(tài)密度。用量化軟件分析研究ZnSe晶體結構，原子Mulliken布居情況，以及能帶結構的分析。3.結果與討論4.結論與展望課題背景ZnSe屬直接帶隙Ⅱ-Ⅵ族半導體,是制造藍光半導體激光器件,非線性光熱器件和紅外器件的重要材料。ZnSe是一種重要的半導體光電材料，在光致發(fā)光和電致發(fā)光器件、太陽能電池、紅外探測器和激光器等領域都有重要的用途。半導體激光廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機、激光掃描器、激光指示器（激光筆），是目前生產(chǎn)量最大的激光器。ZnSe的晶體結構、性質(zhì)及應用ZnSe被認為是一種較好的制備藍綠激光器的材料,已引起世界各國科研人員的廣泛關注。隨著激光技術的飛速發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)摻雜過渡金屬離子的Ⅱ—Ⅵ族主體材料(ZnSe、ZnS、ZnTe等)具有較佳的中紅外特性,是大氣環(huán)境監(jiān)測、激光遙感、光通信、人眼安全探測系統(tǒng)、神經(jīng)外科、高分辨率光譜學、激光雷達、光學參量振蕩OPO的理想光源。理論基礎量化計算軟件是一個基于密度泛函方法的從頭算量子力學程序。用Fortran90語言編寫，用密度泛函理論模擬固體、界面和表面的特性，研究的材料包括陶瓷，半導體，金屬，礦物，沸石，液晶等。典型的應用包括表面化學，鍵結構，態(tài)密度和光學性質(zhì)等研究，量化計算軟件也可用于研究體系的電荷密度和波函數(shù)的形式。理論基礎第一性原理計算方法概述：根據(jù)原子核和電子互相作用的原理及其基本運動規(guī)律，運用量子力學原理，從具體要求出發(fā)，經(jīng)過一些近似處理后直接求解薛定諤方程的算法，習慣上稱為第一性原理。計算方法是指僅需采用5個基本物理常數(shù):m、e、h、c、KB。

理論基礎Zn原子和Se原子的Mulliken布居情況：ZnSe的Zn原子失去電子，為電子的給體，Se原子得到電子，為電子受主。結果與討論ZnSe共價鍵ZnSe共價鍵的結合關系：

Zn與Se原子之間距離很近，其鍵長約為2.54208nm，在原子之間形成包含弱離子鍵的共價成份較高的共價鍵。ZnSe圖譜分析與討論1.常溫常壓下Zn的分波態(tài)密度圖：

能量位于-7.26~-5ev的電子個數(shù)最多。ZnSe圖譜分析與討論2.常溫常壓下Se的分波態(tài)密度圖：

Se原子而言，在導帶的低能區(qū)，4s電子表現(xiàn)的較為突出，在導帶的高能區(qū)，4p電子相比之下所做的貢獻多一些。

ZnSe圖譜分析與討論3.常溫常壓下ZnSe的總體態(tài)密度：

結論（4）Zn原子的3d軌道上的電子定域性很強，但仍然有部分電子與Se原子的4p軌道成鍵，在原子之間形成包含弱離子鍵的共價成份較高的共價鍵。