（001）应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响

岑伟富，杨吟野，范梦慧，杨文帮，姚 娟

（贵州民族大学理学院，贵阳550025）

（001）应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响

岑伟富，杨吟野，范梦慧，杨文帮，姚 娟

（贵州民族大学理学院，贵阳550025）

摘 要：为了研究（001）应变对正交相Ca2P0.25Si0.75能带结构及光学性质的影响，采用第一性原理贋势平面波方法对（001）应变下正交相Ca2P0.25Si0.75的能带结构及光学性质进行了模拟计算.计算结果表明：晶格（001）面发生100%～116%张应变时，带隙随着应变增加而减小；在晶格发生88%～100%压应变时，带隙随着张应变的增加而增加；84%～88%压应变时，带隙随着压应变的增加而减小.当施加应变后光学性质发生显著的变化：随着压应变的增加，静态介电常数、折射率逐渐减小，张应变则增大.施加压应变反射向高能方向偏移，施加张应变反射向低能方向偏移，但施加应变对反射区域的影响不显著.施压应变吸收谱、光电导率的变化与介电函数和折射率相反.综上所述，（001）应变改变了Ca2P0.25Si0.75的电子结构和光学常数，是调节Ca2P0.25Si0.75光电传输性能的有效手段.

关键词：应变；能带结构；光学性质；第一性原理；Ca2P0.25Si0.75

碱土金属硅化物Ca－Si是一种新型的环境友好型半导体材料，Ca和Si反应生成六个中间相，其中Ca2Si是直接带隙半导体.Ca2Si具有两种结构，一种属于正交晶系，为稳定结构［1］，禁带宽度为0.36 eV，与实验值1.9 eV相差较大［2－3］；另一种结构属于立方晶系，在外压力作用下为稳定结构，禁带宽度为0.56 eV［4］.Ca2Si具有优异的光学、电学性质，同时能在硅基上外延生长，在制备和使用过程中对环境无污染长……