CdS电子结构与光学性质的第一性原理计算.doc

 第 11 卷第 12 期 Vol． 11，No． 12 宜 宾 学 院 学 报 Journal of Yibin University 2011 年 12 月 December，2011 CdS 电子结构与光学性质的第一性原理计算 张淑华a，柳福提b，c，程晓洪c ( 宜宾学院 a． 实验与教学资源管理中心; b． 计算物理四川省高校重点实验室; c． 物理与电子工程学院，四川宜宾 644000) 摘要: 基于密度泛函理论，利用超软赝势平面波方法对 CdS 的电子结构和光学性质进行了第一性原理计算． 结算结果表明 CdS 的直接带隙为 1． 158eV; 价带主要由 Cd 的 4d 与 S 的 3s、3p 态电子构成，导带主要是 Cd 的 5s 态与 S 的 3p 电子构成; 静态介电常数 ε1 ( 0) = 6． 929; 折射率 n0 = 2． 632; 吸收系数 最大峰值为 252420 cm － 1 ． 关键词: CdS; 电子结构; 光学性质; 第一性原理 中图分类号: O431 文献标志码: A 文章编号: 1671－ 5365( 2011) 12－ 0077－ 04 First － principles Calculations of Electronic Structure and Optical Properties of CdS ZHANG Shu － huaa ，LIU Fu － tib，c ，CHENG Xiao － hongc ( a． Centre for Experimental and Teaching Resource Management; b． Computational Physics Key Laboratory of Sichuan Province; c． School of Physics and Electronic Engineering，Yibin University，Yibin 644000，China) Abstract: Electronic structure and optical properties of CdS were calculated systematically by using the first － principles pseudo- potential plane wave method． The calculation results show that: the indirect band gap of CdS is 1． 158eV; valence band is consti- tuted mainly by the 4d electronics of Cd and 3s，3p electronics of S，and the conduction band is constituted mainly by the 5s elec- tronics of Cd and the 3p electronics of S; static dielectric constant is 6． 929; refractive index is 2． 632; The peak of absorption co- efficient is 252420 cm － 1 ． Key words: CdS; electronic structure; optical properties; first － principles 硫化镉( CdS) 是 II － VI 族化合物半导体的杰出代表， 具有许多优良的物理性质． CdS 具有宽带隙、直接跃迁，在 可见光范围内具有很好的光电特性，如较高的光电转化效 率、较低的成本造价、较长的使用寿命等特点，丰富的发光 色彩等优点，因而在激光器、发光二极管、太阳能电池等应 用方面一直发挥 着 重 要 的 作 用，成 为 人 们 研 究 的 热 点． 许 多学者对其各种性质进行了研究，如韩俊峰［1］ 等人对 CdS 薄膜的制备及 其 在 CdTe 电 池 中 的 应 用; 许 荣 辉［2］ 等 人 对 闪锌矿结构 CdS 纳米晶的制备; 杨一军［3］等人对 CdS 薄膜 的电输运和 光 学 性 质; 王 凌 凌［4］ 等 人 对 CdS /ZnO 异 质 结 构材料的光 生 电 荷 性 质; 段 慧 玲［5］ 等 人 对 CdS 的 光 学 性 质，符秀丽［6］等人就硫化镉纳米结 构的制备与光学性质; 熊志华［7］等人就 CdS 掺 Mg 和 Ni 电子结构和光学性质分 别进行 了 研 究． 尽 管 目 前 对 CdS 的 研 究 比 较 多，但 对