碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究

摘要

利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响.通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论,论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因.通过态密度的计算和分析,发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的5s态能量向高能端移动了0.55 eV,并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果,分析了引起该能态能量平移的主要原因.通过带边态密度变化以及Kohn-Sham(KS)单电子能级的计算和分析,得出了Hg空位使碲镉汞材料的光跃迁能量变小响应波长变长,等效于材料带隙变小的结论.通过KS电子能级的计算分析得到了Hg空位缺陷引起的双受主能级随不同电离态的变化趋势.