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本文采用基于第一性原理的全势能线性糕模轨道分子动力学(FP-LMTOMD)方法研究了Ga7As7团簇以及其带电团簇的结构和掺杂Ga原子对As团簇As4,As5,As6结构和稳定性的影响。FP-LMTOMD方法是当前国际上计算和研究固体(包括固体表面及原子团簇)的几何结构和电子结构的最好方法之一,由于这种方法采用了全势能,所以计算的结构精密度比较高。 在团簇科学中,半导体团簇越来与受到人们的重视。其中Si和Ge团簇的许多成果已经得到了公认。GaAs团簇在微电子和光电领域中有重要作用,但目前的研究主要针对原子数目比较少的GaAs团簇。 运用全势能线性糕模轨道分子动力学方法,我们对Ga7As7团簇以及其带电团簇的结构进行了研究。我们发现在混合团簇中Ga原子容易处于帽原子位置,这是由Ga原子的价电子比As原子价电子少决定的,因为帽原子位置需要的键数较少。大多数结构的能隙都在1ev之上。我们所得到的所有14原子结构都是单重态的,这是因为这些原子都具有奇数个价电子,而且所有的价电子都在各自的分子轨道上形成电子对。加入电荷或者移走电荷,团簇的结构会产生严重的畸变,这个畸变取决于加入或者移走电荷的多少以及团簇的结构。此外我们还发现团簇GanAs10-n的HOMO-LUMO能隙完全取决于团簇的组成成分。与有偶数个Ga原子的团簇相比,拥有奇数个Ga原子的团簇,其HOMO-LUMO能隙也比较大。 掺杂Ga原子对砷团簇As4,As5,As6稳定性的影响的研究表明,异原子Ga的取代,导致原来较短的As-As键变成较长的Ga-As键,使得原来的As团簇结构发生畸变,但是并没改变纯 As团簇的基本几何结构。GaAs3团簇中最稳定的结构是由取代最稳定的基结构As4(a)得到的,GaAs4团簇中最稳定的结构也是由取代最稳定的基结构As5(a)得到的,但是GaAs5团簇中最稳定的结构是由取代次稳定的基结构As6(c)得到的。此外还发现,较稳定的结构,其能隙也比较大。