【摘 要】
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固态SnS 的带隙在1.3 eV 左右,可以作为p 型半导体用于光伏材料的吸收端,具有廉价和无毒的特征,但是由于转换效率低,需要对其进行化学或物理的改性修饰.我们用第一性原理
【机 构】
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中国科学院福建物质结构研究所,结构化学国家重点实验室
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固态SnS 的带隙在1.3 eV 左右,可以作为p 型半导体用于光伏材料的吸收端,具有廉价和无毒的特征,但是由于转换效率低,需要对其进行化学或物理的改性修饰.我们用第一性原理研究了SnS 纳米管的几何结构、能带和化学参杂后的电子结构的变化.我们计算了不同对称性和不同尺度的SnS 管,结果表明沿固体SnS 晶胞c 轴方向卷曲而成的(0,n)型管其扭曲能量最小,而沿b 轴方向卷曲的(n,0)管扭曲能量最大,(n,n)管的扭曲能量介于前两者之间,(0,n)管的扭曲能量和相同直径的碳纳米管扭曲能量接近.第一性原理计算表明(0,n)管是间接带隙,(n,0)是直接带隙.随着管的半径增大,这三种管的带隙都逐渐增大,趋向于固态SnS的带隙.在(0,n)管的外部参入第五主族元素导致其带隙显著减小,参N、P 和As 时其带隙分别为0.48、0.11 和0.10 eV,同时由间接带隙半导体转换成直接带隙半导体.参Sb 和Bi 时则成为导体.
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