用晶体能带理论说明元素的导体
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第五章_晶体的能带理论
第五章 晶体中电子能带理论1.孤立原子中电子受原子束缚,处于分立能级; 晶体中的电子不再束缚于个别原子,而是在一 个周期性势场中作共有化运动。在晶体中该类 电子的能级形成一个带。 2. 晶体中电子的能带在波矢空间具有反演对 称性,且是倒格子的周期函数。
3. 能带理论成功的解释了固体的许多物理特 性,是研究固体性质的重要理论基础。1
本章主要内容§5.1 布洛赫波函数 §5.2 一维晶格中的近自由电子 §5.3 一维晶格中电子的布喇格反射 §5.4 平面波法 §5.5 布里渊区 §5.6 紧束缚法 §5.7 正交化平面波 赝势 §5.8 电子的平均速度 平均加速度和有效质量 §5.9 等能面 能态密度 §5.10 磁场作用下的电子能态 §5.11 导体 半导体和绝缘体2
§5.1 布洛赫波函数一、布洛赫(Bloch)定理1、布洛赫定理 晶体中电子波函数是按晶格周期调幅的平面波, 电子波函数具有以下形式k 电子的波矢
k ( r ) eik r uk ( r )uk (r ) uk r Rn
Rn 格矢
其中
Rn
简单六方结构二维光子晶体能带的COMSOL模拟
简单六方结构二维光子晶体能带的COMSOL模拟
北京东之星应用物理研究所
伍勇 1.引言
COMSOL携带的案例库里,其中一篇
?2. 关于 Floquet (弗洛盖) 波矢kF
这是入门COMSOL光子晶体能带模拟的重要概念,在另一案例
??????i(k?d)由此我判断Floquet 波矢就是Bloch(布p(x)?p(x?d)e洛赫)波矢,但“帮助”文档中有:
?????kF?ksin?1(a1cos?2?n?a1sin?2),以正格子基矢a1,a2表示
(其文没有任何几何插图和物理说明),使我决定必须在六方格子中选择矩形单胞作为周期单元,以使计算机程序能够运行我的几何方
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
光学吸收系数满足方程:α=(A/hν)(hν-Eg)1/2,其中A 是比例常数,hν是光子能量,Eg是ZnO的能隙。Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线,然后把线性部分延长到α=0得出。这些数据先用excel计算出来,再导入origin画出曲线图,然后做切线,切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度
在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的
下一个画切线的插件targent,它会自动画,切点选一个最陡峭的点
1.薄膜:需要的数据:薄膜厚度d,透过谱T%,并且还要知道半导体是直接还是间接型。首先需要求吸收系数(absorption coefficiency, a) a=-ln(T%)/d
??A dhv的计算在origin里进行,大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到 间接半导体:纵坐标为(ahv)^2,横坐标为hv 直接半导体:纵坐标为(ahv)^(1/2),横坐标为hv
最后,做出曲线的切线(这方面我是自己拉一条直线),与横轴的交点就是Eg。
2.粉体:需要的数据:粉体的漫反射谱Rx。同样也需要换算成吸收系数,使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kube
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
光学吸收系数满足方程:α=(A/hν)(hν-Eg)1/2,其中A 是比例常数,hν是光子能量,Eg是ZnO的能隙。Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线,然后把线性部分延长到α=0得出。这些数据先用excel计算出来,再导入origin画出曲线图,然后做切线,切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度
在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的
下一个画切线的插件targent,它会自动画,切点选一个最陡峭的点
1.薄膜:需要的数据:薄膜厚度d,透过谱T%,并且还要知道半导体是直接还是间接型。首先需要求吸收系数(absorption coefficiency, a) a=-ln(T%)/d
??A dhv的计算在origin里进行,大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到 间接半导体:纵坐标为(ahv)^2,横坐标为hv 直接半导体:纵坐标为(ahv)^(1/2),横坐标为hv
最后,做出曲线的切线(这方面我是自己拉一条直线),与横轴的交点就是Eg。
2.粉体:需要的数据:粉体的漫反射谱Rx。同样也需要换算成吸收系数,使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kube
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
光学吸收系数满足方程:α=(A/hν)(hν-Eg)1/2,其中A 是比例常数,hν是光子能量,Eg是ZnO的能隙。Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线,然后把线性部分延长到α=0得出。这些数据先用excel计算出来,再导入origin画出曲线图,然后做切线,切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度
在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的
下一个画切线的插件targent,它会自动画,切点选一个最陡峭的点
1.薄膜:需要的数据:薄膜厚度d,透过谱T%,并且还要知道半导体是直接还是间接型。首先需要求吸收系数(absorption coefficiency, a) a=-ln(T%)/d
??A dhv的计算在origin里进行,大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到 间接半导体:纵坐标为(ahv)^2,横坐标为hv 直接半导体:纵坐标为(ahv)^(1/2),横坐标为hv
最后,做出曲线的切线(这方面我是自己拉一条直线),与横轴的交点就是Eg。
2.粉体:需要的数据:粉体的漫反射谱Rx。同样也需要换算成吸收系数,使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kube
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
光学吸收系数满足方程:α=(A/hν)(hν-Eg)1/2,其中A 是比例常数,hν是光子能量,Eg是ZnO的能隙。Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线,然后把线性部分延长到α=0得出。这些数据先用excel计算出来,再导入origin画出曲线图,然后做切线,切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度
在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的
下一个画切线的插件targent,它会自动画,切点选一个最陡峭的点
1.薄膜:需要的数据:薄膜厚度d,透过谱T%,并且还要知道半导体是直接还是间接型。首先需要求吸收系数(absorption coefficiency, a) a=-ln(T%)/d
??A dhv的计算在origin里进行,大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到 间接半导体:纵坐标为(ahv)^2,横坐标为hv 直接半导体:纵坐标为(ahv)^(1/2),横坐标为hv
最后,做出曲线的切线(这方面我是自己拉一条直线),与横轴的交点就是Eg。
2.粉体:需要的数据:粉体的漫反射谱Rx。同样也需要换算成吸收系数,使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kube
能带结构理论研究参考 -
先只是参考一下他研究的哪些参数,研究方法另订。
以高斯脉冲光信号作为输入光源,分别分析光子晶体整体介质柱的折射率变化、点缺陷介质柱的折射率变化和点缺陷介质柱的半径变化等三方面因素对滤波器输出特性的影响。
可以发现,选择不同的光子晶体整体介质柱折射率、点缺陷半径和点缺陷折射率,可以实现滤波特性的可调谐,这为今后在集成光子晶体器件中设计多通道光滤波器提供了重要的 理论依据。
光子晶体的空间分布、介质材料的介电常数、光子晶体的周期结构以及光子晶体缺陷的设置是影响光子晶体滤波器性能的主要因素。
光子晶体禁带的分布会受到晶体结构、两种介质的介电常数(或折射率)的差、填充比等结构因素的影响。
填充率是指圆柱形介质面积占每个晶格面积的百分比,填充率的变化是由圆形介质柱半径的变化决定的。
本文首先通过建立二维光子晶体带隙结构模型,并运用目前使用广泛的平面波展开法(PWE)分析光子晶体的通带和禁带,从而确定光子晶体中光波所能应用的频率范围,并通过此方法研究光子晶体的结构对光子晶体禁带的影响。并对二维光子晶体进行模拟仿真,并计算在各种缺陷情况下波的传播情况和一些特性值,通过这些仿真分析可以清晰地看到光子在二维光子晶体当中的传播情况。
计算研究结论(待看。。。。。
半导体HgS在高压下的电子结构和能带结构的研究
分类号:O471.5 U D C:D10621-407-(2009)2670-0 密 级:公 开 编 号:2005032017
成 都 信 息 工 程 学 院
学 位 论 文
半导体HgS在高压下的电子结构和能带结构的研究
论文作者姓名: 申请学位专业: 申请学位类别:
王鑫
光信息科学与技术
理学学士
指导教师姓名(职称): 周绍元(高级实验师) 论文提交日期:
2009年06月01日
半导体HgS在高压下的电子结构和能带结构的研究
摘 要
半导体HgS在激光器、发光二极管、光放大器、光纤通信光电子学领域有着十分广泛的用途,是非常重要的半导体材料。首先,我们可以利用平面波赝势密度泛函理论研究HgS的能带结构以及态密度。在计算中得到了HgS的间接带隙为Eg=3.652Ev。这个结果与其他的理论和试验结果相一致。其次,我们利用同样的方法研究了HgS的光学性质。当光通过晶体材料时会发生各种现象:反射、吸收、能量损失等。这和光与晶体中的电子、杂质等的相互作用密切相关。通过研究固体中的光吸收光发射,可以直接得到晶体中电子的状态——能带结构和其他的激
单晶硅的晶体结构建模与能带计算讲义(1)
单晶硅 (其它典型半导体)的晶体结构建模与能带计算
注:本教程以Si为例进行教学,学生可计算Materials Studio库文件中的各类半导体。
一、实验目的
1、了解单晶硅的结构对称性与布里渊区结构特征; 2、了解材料的能带结构的意义和应用;
3、掌握Materials Studio建立单晶硅晶体结构的过程; 4、掌握Materials Studio计算单晶硅能带结构的方法。
二、实验原理概述 1、能带理论简介
能带理论是20世纪初期开始,在量子力学的方法确立以后,逐渐发展起来的一种研究固体内部电子状态和运动的近似理论。它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点,并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在,了解材料的能带结构是研究各种材料的物理性能的基础。
能带理论的基本出发点是认为固体中的电子不再是完全被束缚在某个原子周围,而是可以在整个固体中运动的,称之为共有化电子。但电子在运动过程中并也不像自由电子那样,完全不受任何力的作用,电子在运动过程中受到晶格原子势场和其它电子的相互作用。晶体中电子所能具有的能量范围,在物理学中往往形象化地用一条条水平横线表示电子的各个能量值。能量愈大,线的位置愈高。孤立原子的电子能级是分立和狭窄的。当原
技术的力量_从本雅明的机械复制理论说起
谈本雅明的机械复制理论
[艺术评论]
技 术 的
力 量
——从本雅明的机械复制理论说起
黄继谦
一部人类历史也是一部技术发展史,有人这样说:“人类的一切行为都含有和技术有关的因素,所以从某种
[1]
程度上说,人类行为即是技术”。技
具有独特见解的思想,寓言美学(allegory aesthetics)、辨证意象(dialectical image)、机械复制(mechanical reproducton)、灵韵(aura)、震惊(shock)这些学术用语都与他的理论创造有关。从20世纪20年代末开始,本雅明的研究重点开始转向资本主义政治、文化、艺术等领域。他之所以对这些研究对象感兴
趣,一方面是其看到了西方资本主义社会工业化大生产和科技进步所带来的深刻社会、文化变化;另一方面,作为一位受纳粹迫害而逃亡的学者,欧洲政治形势的发展演变给他带来了切身的痛苦体验。在这种情况下,本雅明自然而然地开始反思其所处时代的种种社会问题和文化现象。
1935年发表的《机械复制时代的艺术作品》(The Work of Art in the Age of MechanicalReproduction )就是这种情境下的思想产物。在这篇文章中,本雅明认为现代机械复制技术给摄
术与艺术的关