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布基管电子结构的紧束缚研究

复旦学报（自然科学版） 1994年第3期33卷 353-358页

作者：蒋临乔皓陆栋谢希德复旦大学物理系上海

描述了以（ｎ１，ｎ２）标记的各种布基管的几何结构，采用经验的原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）的方法研究了具有不同直径和旋转度的布基管的能带结构，在此基础上计算了它们的能态密度．结果表明，它们的电子结构不仅与石墨存在较大差... 详细信息

描述了以（ｎ１，ｎ２）标记的各种布基管的几何结构，采用经验的原子轨道线性组合（ＬＣＡＯ）的方法研究了具有不同直径和旋转度的布基管的能带结构，在此基础上计算了它们的能态密度．结果表明，它们的电子结构不仅与石墨存在较大差别，而且相互之间差异也很大．通过紧束缚近似下对层状石墨Ｐｚ轨道的分析，并考虑到边界条件的限制，得到了关于布基管电子结构的一般规则．

关键词：布基管能带结构电子结构紧束缚

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用双链紧束缚模型讨论DNA的导电性

用双链紧束缚模型讨论DNA的导电性

作者：陈爽南京航空航天大学

学位级别：硕士

在生物物理研究中,DNA分子的导电性是最重要的问题之一,因为它在生物系统中发挥了重要的作用。并且,DNA的序列依赖性和自组装特性使得它可以作为分子电子学的结构单元,具有很大的应用前景。近年来,人们通过不同的测量方法,得到了DNA导... 详细信息

在生物物理研究中,DNA分子的导电性是最重要的问题之一,因为它在生物系统中发挥了重要的作用。并且,DNA的序列依赖性和自组装特性使得它可以作为分子电子学的结构单元,具有很大的应用前景。近年来,人们通过不同的测量方法,得到了DNA导电性的大量实验结果。然而,这些结果很有争议。实验结论几乎涵盖了所有的可能性,包括绝缘体,半导体,欧姆导体,甚至诱导超导体。理论方面,第一性原理计算是一种极好的工具,但是它非常耗时。一维紧束缚模型是一种被广泛应用的半经验分析方法,人们通过调整经验参数能够进行各种模拟。但由于它把一个碱基对看作一个有效的基元,而未能体现出DNA的双链结构。考虑到DNA的软物质特性,我们认为双链紧束缚模型能更好的描述DNA的双链结构特征。本文基于迁移矩阵方法提出一种双链紧束缚模型。考虑基元间最近邻的链内和链间跃迁,我们计算了DNA的电荷迁移率随能量和链间跃迁积分的变化。并讨论了序列、链长、温度和链内迁移等因素对迁移率曲线的影响。我们发现:短周期性序列中,Poly(G)-(C)型、Poly(A)-(T)型和G(鸟嘌呤)、A(腺嘌呤)组合的DNA序列具有较好的连续性电荷隧穿,无周期性的生物序列DNA的电荷迁移较差;链长变化对短周期型DNA的迁移率无影响,而对于非周期的基因型DNA则影响很大,随着长度的增加,A、T、C、G碱基的无序性阻碍了电荷迁移,这与前人的结果相一致;低温时,由于能级简并的破坏,迁移率曲线有较多的迁移能态,当温度较高时,大量的迁移能态消失了;链内迁移并未降低迁移率,但随着链内跃迁积分的变小,迁移率分布区域的面积变小而形状不变,能级变得更密集。

关键词： DNA 紧束缚迁移率链间跃迁积分链内跃迁积分温度序列

硅纳米线结构与电子性质的基于密度泛函紧束缚计算研究

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硅纳米线结构与电子性质的基于密度泛函紧束缚计算研究

作者：徐秀敏东北大学

学位级别：硕士

随着现代微电子工业的迅猛发展,对器件能源的供给和制冷需求提出了越来越高的要求。因此,要研发具有高的塞贝克系数、高导电率和低热导率,能够实现电和热高效双向转换的新型热电材料。硅纳米线在室温下具有较高的ZT值,且随着纳米线直径... 详细信息

随着现代微电子工业的迅猛发展,对器件能源的供给和制冷需求提出了越来越高的要求。因此,要研发具有高的塞贝克系数、高导电率和低热导率,能够实现电和热高效双向转换的新型热电材料。硅纳米线在室温下具有较高的ZT值,且随着纳米线直径的降低,在低温条件下,声子-电子拖曳效应在提高硅纳米线塞贝克系数的同时,降低了其热导率,从而提高了硅纳米线的热电性能。通过基于密度泛函理论的紧束缚方法对包含不同原子数的硅原子链和具有不同宽度的硅纳米线进行计算机模拟,通过对纳米线能量、对分布函数、键长、键角以及Mulliken电荷集居数等的分析研究纳米线的结构与电子性质。这样的计算研究,有助于我们通过以硅纳米尺寸材料为载体寻找降低热导率的可行性方法,进而为控制制备具有更优异热电性能的新型微纳热电器件提供理论参考。研究发现,硅原子链具有对称结构,当硅原子数较少时原子链为直链,随着原子链内包含更多原子时出现曲折结构。随着原子间距的增大,原子链出现二聚体、三聚体。硅原子链上的电荷呈现对称分布,位于原子链两端的电荷向原子链内转移,两端原子失去的电荷也有一部分转移到了与它们相邻的外端原子上,链中间区域的原子上电荷变化较少。对具有三个原子层厚、不同宽度的硅纳米线进行了结构弛豫,位于纳米线表面的原子发生二聚和三聚重排现象,不同宽度纳米线的原子排列结构呈现出多样性。随着宽度的变化,纳米线内原子的空间排列周期单元具有不同的空间长度。硅纳米线的横截面呈现出不对称的梭形结构,最近邻键长、二聚键键长和键角受尺寸效应影响发生明显改变。硅纳米线的体系大小和表面重排结构是决定纳米线稳定性的重要因素。硅纳米线的表面电荷分布与表面层内的原子排列结构密切相关。

关键词：硅纳米线紧束缚结构电子性质

低维硅基材料结构与电子性质的紧束缚计算研究

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低维硅基材料结构与电子性质的紧束缚计算研究

作者：张佩兴东北大学

学位级别：硕士

在过去几十年中,硅基材料主导了半导体工业的发展。SiGe基器件的性能与SiGe的一些不同维度结构有着密切联系。过去的研究中对不同维度的SiGe体系性质进行了研究,但是其中仍然有很多微观物理机制至今仍未获得理论上的解释。材料的很多性... 详细信息

在过去几十年中,硅基材料主导了半导体工业的发展。SiGe基器件的性能与SiGe的一些不同维度结构有着密切联系。过去的研究中对不同维度的SiGe体系性质进行了研究,但是其中仍然有很多微观物理机制至今仍未获得理论上的解释。材料的很多性质和功能与表面结构有着密切联系,同时表面还是材料物理、化学性质发生变化的重要区域。因此,研究材料性质以及性能变化有必要从材料表面入手。晶体材料表面原子的排列与体相内的排列不同,这样就使表面原子所处力场与体内的原子不同,因此表面上原子会偏离正常格点的位置,以降低体系能量。从表面原子排列及能量角度来研究表面对于材料性质的研究及改变材料的性质有着非常重要的意义。本文采用基于密度泛函理论的紧束缚计算方法,模拟了Si基底分别包含3、4、5和6个原子层时(001)表面发生的结构变化,同时计算了Si基底表面的电荷分布。所计算的Si基体表面发生了二聚重构。在此基础上,进而研究在包含不同原子层的Si基底表面上方不同位置放置Ge原子后,对Si基底表面电荷分布的影响,并计算相应的结合能。

关键词：硅紧束缚电荷表面

单苯分子器件I-V特性的紧束缚近似法研究(英文)

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华南理工大学学报（自然科学版） 2005年第3期33卷 60-62页

作者：李娜蔡敏华南理工大学物理科学与技术学院广东广州510640

采用紧束缚近似法对由单苯基分子构成的三端器件的I V特性进行了研究,所得结果近似表现出了MOS(Metal Oxide Semiconductor)器件的电学规律;同时模拟并讨论了该器件的I V特性随温度的变化规律.发现:电流幅值随门电压的增大而增加,温度... 详细信息

采用紧束缚近似法对由单苯基分子构成的三端器件的I V特性进行了研究,所得结果近似表现出了MOS(Metal Oxide Semiconductor)器件的电学规律;同时模拟并讨论了该器件的I V特性随温度的变化规律.发现:电流幅值随门电压的增大而增加,温度对电流幅值有重要影响.文中所得结论为分子器件和纳米器件的开发提供了理论基础.

关键词：紧束缚分子器件 I-V特性

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旋转双层石墨烯的电子结构

物理学报 2013年第15期62卷 402-409页

作者：吴江滨张昕谭平恒冯志红李佳中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 河北半导体研究所专用集成电路重点实验室石家庄050051

本文将第一性原理和紧束缚方法结合起来,研究了层间不同旋转角度对双层石墨烯的电子能带结构和态密度的影响.分析发现,旋转双层石墨烯具有线性的电子能量色散关系,但其费米速度随着旋转角度的减小而降低.进一步研究其电子能带结构发现,... 详细信息

本文将第一性原理和紧束缚方法结合起来,研究了层间不同旋转角度对双层石墨烯的电子能带结构和态密度的影响.分析发现,旋转双层石墨烯具有线性的电子能量色散关系,但其费米速度随着旋转角度的减小而降低.进一步研究其电子能带结构发现,不同旋转角度的双层石墨烯在M点可能会出现大小不同的的带隙,而这些能隙会增强双层石墨烯的拉曼模强度,并由拉曼光谱实验所证实.通过对比双层石墨烯的晶体结构和电子态密度,发现M点处带隙来自于晶体结构中的"类AB堆垛区".

关键词：旋转双层石墨烯第一性原理紧束缚电子结构

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三元准周期半导体超晶格的电子态

华南理工大学学报（自然科学版） 2001年第2期29卷 27-30页

作者：蔡敏姚源卫屈晔华南理工大学应用物理系广东广州510640

用紧束缚方法研究了三元准周期半导体超晶格的电子态 ,讨论了杂质对三元准周期超晶格系统的电子隧穿透射率谱及电子态几率分布的影响 .结果表明 ,杂质的存在对系统的电子隧穿透射率谱有明显的影响 ,杂质所处位置和杂质性质的不同都会使... 详细信息

用紧束缚方法研究了三元准周期半导体超晶格的电子态 ,讨论了杂质对三元准周期超晶格系统的电子隧穿透射率谱及电子态几率分布的影响 .结果表明 ,杂质的存在对系统的电子隧穿透射率谱有明显的影响 ,杂质所处位置和杂质性质的不同都会使系统的电子态发生变化 .

关键词：准周期超晶格紧束缚三元准周期半导体电子态电子隧穿透射率几率分布

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验证键应弛豫模型的一个特例(英文)

北京大学学报（自然科学版） 1999年第1期35卷 119-124页

作者：赵玉峰薛增泉庞世瑾北京大学电子学系中科院北京真空物理实验室

在绝热近似下利用两种独立的紧束缚模型计算了Ｓｉ单晶（金刚石结构）沿其自然解理面（１１１）面解理所需的能量。结果表明，单位１×１面积所需的解理能正好等于晶体中Ｓｉ原子之间紧束缚键能的一半。这一结果验证了本文作者最近提出... 详细信息

在绝热近似下利用两种独立的紧束缚模型计算了Ｓｉ单晶（金刚石结构）沿其自然解理面（１１１）面解理所需的能量。结果表明，单位１×１面积所需的解理能正好等于晶体中Ｓｉ原子之间紧束缚键能的一半。这一结果验证了本文作者最近提出的键应弛豫模型。

关键词：紧束缚结合能键应弛豫模型硅单晶

Si_(60)团簇的结构及其与Si(111)面间碰撞的分子动力学模拟

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物理学报 2002年第11期51卷 2589-2594页

作者：李延龄罗成林徐州师范大学物理系徐州221009 南京师范大学物理系南京210097

利用紧束缚分子动力学退火方法模拟研究了Si6 0 团簇的稳定结构和基态能量 ,结果表明Si6 0 团簇为具有T对称性的截顶二十面体的富勒烯结构 ,平均键长为 0 2 36nm ,直径为 0 933nm ,原子结合能为 4 .4 5eV atom ,Jahn Teller效应对Si6... 详细信息

利用紧束缚分子动力学退火方法模拟研究了Si6 0 团簇的稳定结构和基态能量 ,结果表明Si6 0 团簇为具有T对称性的截顶二十面体的富勒烯结构 ,平均键长为 0 2 36nm ,直径为 0 933nm ,原子结合能为 4 .4 5eV atom ,Jahn Teller效应对Si6 0 团簇的结构有很大影响 .通过对Si6 0 分子和Si(1 1 1 )面碰撞机理的粒子数、体积和能量不变分子动力学模拟 ,发现Si6 0 分子吸附在Si(1 1 1 )面所需要的垂直入射动能为 4 0eV ,Si6 0 分子远不如C6 0

关键词： Si60团簇结构分子动力学模拟紧束缚 Jahn-Teller效应碰撞半导体团簇硅富勒烯结构