非平衡 BN-ZnO：基于第一性原理的光学性质与激子效应
材料科学
2018-03-21 v1
摘要
氧化锌（ZnO）的非平衡硼氮（BN）相已在薄膜和纳米结构中被报道，然而由于其原子坐标的实验与第一性原理结果之间长期存在争议，该相的性质尚未被很好理解。我们使用第一性原理理论光谱学精确计算电子和光学性质，包括单准粒子和激子效应：能带结构和态密度使用密度泛函理论、杂化泛函以及 近似计算。通过求解光学极化函数的 Bethe-Salpeter 方程计算精确的光学吸收谱和激子结合能。利用这些数据，我们表明当使用理论晶格几何时，BN-ZnO 与纤锌矿（WZ）ZnO 的带隙差异与实验吻合良好，但对于实验原子坐标则显著不符。我们还表明 BN-ZnO 的光学各向异性与 WZ-ZnO 显著不同，从而可从光学上区分这两种多晶型。通过使用转移矩阵方法求解由两种多晶型组成的薄膜的麦克斯韦方程，我们说明这为调控光学性质提供了一条有前景的途径。
引用
@article{arxiv.1712.07200,
title = {Non-equilibrium BN-ZnO: Optical properties and excitonic effects from first principles},
author = {Xiao Zhang and Andre Schleife},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.07200},
year = {2018}
}
备注
13 pages, 11 figures, 6 tables