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N在Zn_(1-x)Be_xO合金中热力学稳定性的第一性原理研究

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人工晶体学报 2014年第10期43卷 2732-2737页

作者：濮春英周大伟杨兴强张庆瑜南阳师范学院物理与电子工程学院南阳473061 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连160024

采用第一性原理计算方法,通过改变Zn1-xBexO合金中Be的浓度及其掺杂位型,研究N在Zn1-xBexO合金中的形成能和受主离化能,分析了p型导电的可能性。结果表明:Be-N共掺杂时,N优先占据周围没有Be的O位置,每增加一个Be近邻掺杂原子,NO的形成... 详细信息

采用第一性原理计算方法,通过改变Zn1-xBexO合金中Be的浓度及其掺杂位型,研究N在Zn1-xBexO合金中的形成能和受主离化能,分析了p型导电的可能性。结果表明:Be-N共掺杂时,N优先占据周围没有Be的O位置,每增加一个Be近邻掺杂原子,NO的形成能增加约0.2 eV。当近邻Be原子数为2和3时,NO的受主离化能比较低。Be浓度为11at%时,具有2个近邻Be原子的NO的受主离化能降低至0.1 eV左右,可以认为是浅受主,Be-N共掺ZnO才可能呈p型导电。考虑NO在室温条件下的受主离化率和NO形成能的影响,估算出Be-N所提供的空穴载流子浓度不会高于1017cm-3;如果计及n型背景载流子的补偿效应,Be-N共掺ZnO的p型导电率应该比较低。

关键词： Zn1-xBexO合金形成能受主离化能第一性原理

N掺杂Cu_2O薄膜的光学性质及第一性原理分析

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物理学报 2012年第4期61卷 380-385页

作者：濮春英李洪婧唐鑫张庆瑜大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连160024 广西桂林理工大学材料科学与工程学院桂林541004

采用射频磁控溅射技术,在不同温度下制备了N掺杂Cu_2O薄膜.透射光谱分析发现,N掺杂导致Cu_2O成为允许的带隙直接跃迁半导体,并使Cu_2O的光学禁带宽度增加.不同温度下沉积的薄膜光学禁带宽度E_g=2.52±0.03 eV.第一性原理计算表明,N掺杂... 详细信息

采用射频磁控溅射技术,在不同温度下制备了N掺杂Cu_2O薄膜.透射光谱分析发现,N掺杂导致Cu_2O成为允许的带隙直接跃迁半导体,并使Cu_2O的光学禁带宽度增加.不同温度下沉积的薄膜光学禁带宽度E_g=2.52±0.03 eV.第一性原理计算表明,N掺杂导致Cu_2O的禁带宽度增加了约25%,主要与价带顶下移和导带底上移有关,与实验报道基本符合.N的2p电子态分布不同于O原子,在价带顶附近具有较大的态密度是N掺杂Cu_2O变成允许的带隙直接跃迁半导体的根本原因.

关键词： Cu_2O:N 禁带宽度电子态密度

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超低效率滚降顶发射白光有机电致发光器件

发光学报 2022年第1期43卷 77-84页

作者：于荣梅濮春英殷复荣纪文宇南阳师范学院物理与电子工程学院河南省MXene材料微结构国际联合实验室河南南阳473061 吉林大学物理学院吉林长春130012

利用Ag/tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq_(3))/Ag/Alq_(3)/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极,实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中,我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-biphenyl(CBP)层,从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递,用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计,实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终,我们获得了在60000 cd/m^(2)亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面,虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下,但由于微腔效应的存在,顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。

关键词：有机发光器件顶发射微腔效应效率滚降

压力下超导LiBe合金热动力学性质的第一原理计算

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吉林大学学报（理学版） 2014年第4期52卷 816-819页

作者：王兴濮春英靳希联南阳师范学院软件学院河南南阳473061 南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473061 吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室长春130012

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究超导LiBe合金的晶体结构、力学、热动力学和电子结构等性质.结果表明：LiBe合金在0~120GPa内均满足力学稳定标准;在压力下呈一定的各向异性,且c轴比a轴更易于压缩;随着压力的增加,其Debye温度... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究超导LiBe合金的晶体结构、力学、热动力学和电子结构等性质.结果表明：LiBe合金在0~120GPa内均满足力学稳定标准;在压力下呈一定的各向异性,且c轴比a轴更易于压缩;随着压力的增加,其Debye温度不断增加;在压力作用下,LiBe合金中Li的s电子向Be的p电子转移.

关键词：超导合金热动力学高压

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钼酸钙晶体中点缺陷的电子结构研究

上海理工大学学报 2008年第2期30卷 112-115,120页

作者：濮春英刘廷禹张启仁上海理工大学理学院上海200093

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα),模拟计算了完整的和含氧空位的钼酸钙(CaMoO_4)晶体的电子结构,得到了含有F、F^+心的CaMoO_4晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F、F^+心的CaM... 详细信息

运用以密度泛函理论为基础的相对论性离散变分方法(DV-Xα),模拟计算了完整的和含氧空位的钼酸钙(CaMoO_4)晶体的电子结构,得到了含有F、F^+心的CaMoO_4晶体电子态密度分布以及它们可能产生的光学跃迁模式.计算结果表明,含F、F^+心的CaMoO_4晶体的禁带宽度明显变窄,F、F^+心的能级出现在禁带中,利用过渡态理论计算得到其向Mo的4 d轨道发生光学跃迁,跃迁能量值分别为1.93,2.03 eV.利用提拉法生长的CaMoO_4晶体呈现蓝色的本质原因是F、F^+心在黄红区产生比较强的吸收.

关键词：钼酸钙晶体离散变分法 F、F^+心电子结构

二维BCN的新结构及光电性质的第一性原理研究

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发光学报 2020年第10期41卷 1294-1301页

作者：濮春英李春萍吕林霞周大伟唐鑫南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473061 中国人民解放军空军航空大学基础部吉林长春130022 桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004

采用粒子群优化算法的结构预测程序CALYPSO结合基于密度泛函理论的VASP软件包对B6C6N6进行结构预测,得到新的二维BCN结构,该结构由6个B、6个C、6个N组成类石墨烯六角结构,其中B—N、B—C—N以及C—C之间形成的六环是稳定BCN结构的关键... 详细信息

采用粒子群优化算法的结构预测程序CALYPSO结合基于密度泛函理论的VASP软件包对B6C6N6进行结构预测,得到新的二维BCN结构,该结构由6个B、6个C、6个N组成类石墨烯六角结构,其中B—N、B—C—N以及C—C之间形成的六环是稳定BCN结构的关键。凝聚能和声子谱计算结果表明二维BCN在热力学和动力学上均是稳定的。能带结构和电子态密度的计算分析表明BCN是禁带宽度为2.60 eV直接带隙半导体。基于形变势理论,计算了BCN新结构的载流子迁移率,发现BCN在"之"字边和"扶手"边方向上的电子迁移率分别为632.5,923.3 cm^2·V^-1·s^-1,而空穴在两个方向上的迁移率分别为765.7,622.6 cm^2·V^-1·s^-1,迁移率的值明显高于MoS2的载流子迁移率,相对较高的迁移率说明二维BCN具有较好的输运性质。光学性质的计算研究表明BCN的介电函数虚部峰值同吸收谱和光电导率的实部峰值吻合得很好,可见光范围内的吸收峰位于光子能量~2.61 eV处,可见光范围内的吸收主要归因于电子从价带顶到导带底的跃迁。本研究结果为实验上实现原子比为6∶6∶6的BCN的制备以及BCN在光电器件方面的应用提供了重要的理论依据。

关键词：结构预测二维BCN 光电性质第一性原理

纤锌矿Zn1-xMgxO合金相结构稳定性的第一性原理研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2013年第8期43卷 941-947页

作者：濮春英周大伟王卓张庆瑜李春萍南阳师范学院物理与电子工程学院南阳473061 犬连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连116024 中国人民解放军空军航空大学基础部物理教研室长春130024

采用基于密度泛函理论中局域密度近似下的VASP程序包,在考虑所有掺杂构型前提下,对Zn1xMgxO合金的晶格参数、禁带宽度以及形成焓随Mg含量的变化进行了系统地计算.计算结果表明:随着Mg含量的不断增加,纤锌矿Zn1xMgxO合金的平均晶格常数... 详细信息

采用基于密度泛函理论中局域密度近似下的VASP程序包,在考虑所有掺杂构型前提下,对Zn1xMgxO合金的晶格参数、禁带宽度以及形成焓随Mg含量的变化进行了系统地计算.计算结果表明:随着Mg含量的不断增加,纤锌矿Zn1xMgxO合金的平均晶格常数变化不遵循Vergard定律;合金的禁带宽度随着Mg含量增加满足二次函数关系Eg=3.43+2.24x+0.68x2,与实验结果一致,不同掺杂原子构型禁带宽度的差异是纤锌矿Zn1xMgxO合金中发光光谱宽化的重要原因;对比分析纤锌矿、闪锌矿和熔岩矿三种相结构的Zn1xMgxO合金形成焓的计算结果发现,当Mg掺杂比例为37.5%时,Zn1xMgxO合金由纤锌矿向熔岩矿结构转变;闪锌矿Zn1xMgxO合金形成焓始终低于纤锌矿,在特殊的条件下,可以形成闪锌矿Zn1xMgxO合金相.

关键词： Zn1-xMgxO合金掺杂构型结构稳定性

纤锌矿Zn1-xCuxO合金的电子结构及相结构稳定性的第一性原理研究

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低温物理学报 2013年第3期35卷 175-182页

作者：濮春英周大伟宋金璠张庆瑜河南省南阳师范学院物理与电子工程学院大连理工大学三束材料教育部改性重点实验室

采用第一性原理中的VASP软件包,在考虑所有Cu掺杂原子构型的前提下,对Zn1-xCuxO合金的晶格参数、禁带宽度、电子结构和形成焓进行了计算,重点研究了Cu掺杂比例和掺杂原子构型对纤锌矿wz-Zn1-xCuxO合金的结构稳定性的影响.计算结果表明:... 详细信息

采用第一性原理中的VASP软件包,在考虑所有Cu掺杂原子构型的前提下,对Zn1-xCuxO合金的晶格参数、禁带宽度、电子结构和形成焓进行了计算,重点研究了Cu掺杂比例和掺杂原子构型对纤锌矿wz-Zn1-xCuxO合金的结构稳定性的影响.计算结果表明:随着Cu含量的不断增加,a值减小了5.3%,而c值增加了3.2%;纤锌矿Zn1-xCuxO合金的禁带宽度随着Cu含量增加而减小,带隙改变量遵循指数变化规律ΔEg=1.2x0.5,与实验结果一致;对比不同Cu含量下的Zn1-xCuxO合金电子态密度发现:随着Cu含量的增加,价带顶向高能方向移动和导带底向低能方向移动是带隙变小的根本原因.通过比较纤锌矿、黑铜矿和赤铜矿三种Zn1-xCuxO合金形成焓发现,在x>40%时,纤锌矿Zn1-xCuxO合金的结构开始向黑铜矿相转变.在特定的掺杂浓度下,不等价构型的合金形成焓差异比较大,这样导致在较低的掺杂浓度下,就可能出现纤锌矿和黑铜矿两相共存的现象.经过仔细的研究发现特定掺杂含量下,Cu倾向于占据同一平面内Zn格位.

关键词： Zn1-xCuxO合金电子结构形成焓

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钼酸铅晶体中F型色心电子结构的理论计算

计算物理 2008年第2期25卷 213-217页

作者：陈建玉张启仁刘廷禹邵泽旭濮春英上海理工大学理学院上海200093

运用相对论性的密度泛函离散变分(DV-Xα)方法模拟计算PbMoO4晶体中可能存在的F型色心的电子结构.结果表明,F,F+心在PbMoO4晶体的禁带中引入了施主能级,其光学跃迁能分别是2.141,2.186 eV,即F,F+心能分别引起PMO晶体中581,567 nm的吸收... 详细信息

运用相对论性的密度泛函离散变分(DV-Xα)方法模拟计算PbMoO4晶体中可能存在的F型色心的电子结构.结果表明,F,F+心在PbMoO4晶体的禁带中引入了施主能级,其光学跃迁能分别是2.141,2.186 eV,即F,F+心能分别引起PMO晶体中581,567 nm的吸收,该吸收与PbMoO4晶体中580 nm的吸收峰对应.因此,可推断F型色心能引起PMO晶体中由光色效应引起的580 nm吸收.

关键词： PbMoO4 F,F^+心 DV—Xa 电子结构