CdSe 的相互作用势研究.pdfVIP

第 28卷 第 3期 半 导 体 学 报 VO1．28 NO．3 2007年 3月 CHINESEJOURNAL OFSEMICONDUCTORS Mar．．2007 CdSe的相互作用势研究 宋根宗’张 多 刘 斌 (东北大学理学院，沈阳 110004) 摘要：提出了一种用于表征硒化镉 (CdSe)性质、形式上类似于玻恩一迈耶模型的相互作用势，并用其研究了由压力 引起 的CdSe从 四近邻的纤维锌矿 向六近邻 的岩盐矿结构的相变 ．利用该作用势得 出了六配位数碱 卤化物晶体 的 性质 ，并描述了CdSe的三种晶体结构 ：纤锌矿 (Wurtzite)、闪锌矿 (Zincblende)和岩盐矿 (Rocksalt)型结构．相变 压强和得出的物态方程与实验数据十分吻合．利用新提出的势中的色散项，计算了Hamaker常数．经计算，CdSe的 Hamaker常数为 0．388eV 利用 Lifshitz理论和微观尺度理论对多种碱 卤化物进行了计算和 比较 ，计算结果表 明， Lifshitz理论中离子化合物中的多体相互作用项已经被包含在了文中新提出的简单形式的势中，从而证实利用该 方法处理 “离子”间的势是足够精确的 同时表明，对于离子化合物可忽略多体效应；由晶格动力学给出的范德瓦尔 斯相互作用项，同样很好地描述 了长程 的色散作用． 关键词 ：硒化镉 ；结构相变 ；作用势 PACC：7280E 中图分类号：TN304．2 5 文献标识码 ：A 文章编号：0253—4177{2007)03—0410—05 同样可以计算出可靠的Hamaker常数． 1 引言 2 两两相互作用势 硒化镉 (CdSe)作为直接带隙的 Ⅱ．Ⅵ族化合物 半导体，具有很好的光 电导性能，是一种极好的室温 对 CdSe原子尺度 的描述基于正负离子问的库 核辐射探测材料 ．由于 CdSe具有漏 电流小，不易潮 仑势 ，再加上短程 的排斥势和范德瓦尔斯吸引项 ． 解等许多独特的性质 ，人们对它产生了很大的兴趣 ， CdSe通常被认为是共价化合物，因此上述对 CdSe 用它可制作室温下核辐射探测器和一些基底材料． 的简化描述的合理性会遭到质疑．但半经验和第一 同时，从禁带宽度的角度来看 ，CdSe具有较大 的禁 原理计算表明，CdSe不是共价化合物 ，而且有效 电 带宽度(E =1．7eV)，也是较好的太阳能电池材料． 荷在 1．2～2．0之间，具体 的数值依赖于不同的计算 另外 ，CdSe晶体还是一种非线性光学材料 ．可见 方法．如此高的有效电荷表明，这种材料是高度电离 CdSe具有较为广阔的应用前景 ~4]．在 电子器件上 的．为简单起见 ，不考虑离子的极化，尤其是 Se的负 应用时，一般要求 CdSe以微小晶粒的形式存在，这 离子．也就是说 ，我们所讨论的模型是限制在刚性离 通常可利用沉降法获得 ．Alivisatos等人 认为可 以 子模型之内的．一般地说 ，极化对于势的精确调整很 人为地控制晶粒的大小和形状 ，从而在减小 电子器 重要，在后续工作 中，我们将会用壳层模型或 Drude 件和光学器件尺寸的道路上迈出了重要的一步． 模型以便加上极化这一项． 为了更好地理解 CdSe的结构和热力学性质， 这种二体相互作用势包括长程的库仑项加上短 重点进行原子尺度 的研究，进而深入到 CdSe的多 程的 Lennard-Jones势 ： 种晶体结构及其稳定性的研究．这种基于经验势的 ： 垃 +4 {f r—