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作者：顾永顺;温淑敏;
单位：内蒙古工业大学理学院;
摘要：SiGeSn合金材料具有高的载流子迁移率和较长的载流子寿命,能够与互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容,并具有独特的光学性质和较高的热力学稳定性,是一类在光电子领域极具应用潜力的半导体材料。本文构建了总原子个数为144,Si、Sn原子个数比接近3.7:1的八种模型,采用密度泛函理论下的广义梯度近似GGA+U方法计算了电子结构及光学性质。结果表明,Si、Sn浓度较高的GeSiSn合金的结合能相对较高,稳定性相对较好。随着Si、Sn浓度的增加,GeSiSn合金的带隙减小,介电函数虚部峰向低能方向移动,静态介电常数减小,吸收光谱在可见光和近红外区域内发生变化,反射率在紫外波段范围内提高,折射率降低,消光系数向紫外区域移动,光电导率向紫外区域延伸。该结果为GeSiSn合金材料在光电材料和器件方面的应用提供了一定参考。
关键词：SiGeSn;;能带结构;;光学性质;;第一性原理;;GGA+U
基金资助：内蒙古自治区自然科学基金(2024LHMS01011);; 内蒙古工业大学2023年校级“大学生创新创业训练计划项目”(2023093019)
