【摘 要】
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随着半导体材料的广泛应用,在高温高压等极端环境下的应用需求越来越大,这对于制备半导体材料的性质要求也越来越高。传统实验的方法需要相对苛刻的实验条件,不适用于极端环境下材料性质的研究。基于密度泛函理论为基础的第一性原理对材料的结构等进行计算模拟分析,使得材料的研究有了更强的方向性和实用性。本文通过计算模拟对四氢萘醌晶体、2-（乙酰氧基）苯甲酸晶体和3-苯基四氢呋喃（简称为3-Phenyl）晶体在0-
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随着半导体材料的广泛应用,在高温高压等极端环境下的应用需求越来越大,这对于制备半导体材料的性质要求也越来越高。传统实验的方法需要相对苛刻的实验条件,不适用于极端环境下材料性质的研究。基于密度泛函理论为基础的第一性原理对材料的结构等进行计算模拟分析,使得材料的研究有了更强的方向性和实用性。本文通过计算模拟对四氢萘醌晶体、2-（乙酰氧基）苯甲酸晶体和3-苯基四氢呋喃（简称为3-Phenyl）晶体在0-300GPa压力范围内的分子与电子结构、光学性质等进行分析。主要研究内容如下:（1）首先发现了四氢萘醌晶体的晶格常数、键长与键角在70、90、170和240GPa下发生了明显突变。四氢萘醌晶体的带隙和态密度的结果表明在0-160GPa压力范围内四氢萘醌晶体的电子结构较为稳定,继续加压到280GPa,四氢萘醌晶体由半导体相转变为绝缘相。最后,对四氢萘醌晶体的光学性质进行不同压力下的对比分析,其中吸收系数在170GPa处出现了四个吸收峰;复介电函数的计算表明四氢萘醌晶体具有各向异性;折射率n0由0GPa的1.49增加到190GPa的3.37;反射谱峰值成倍增加;光电导率和损失函数峰值向高能区移动。（2）2-（乙酰氧基）苯甲酸晶体结构在80和90GPa下出现成键。该晶体的带隙与态密度的数据表明在80GPa处表现出半导体性质,而在270GPa处转变为金属相。最后,对该晶体的光学性质进行对比分析,在270GPa处,吸收系数中尖锐的最强峰转变为两个相互连接的峰;折射率n0由0GPa的1.61增加到270GPa的5.3;反射谱峰值成倍增加并向高能区移动;光电导率和损失函数峰值出现蓝移。（3）3-Phenyl晶体的晶格常数和键长键角在0-160GPa变化较为平缓,170GPa之后的变化较为剧烈。通过对3-Phenyl晶体的带隙和态密度的分析,该晶体在90GPa处带隙迅速减小,表现出半导体相,在240GPa处转变为绝缘相。对3-Phenyl晶体的光学性质进行对比分析后发现,吸收系数在180和240GPa发生较为明显的转变;折射率n0由0GPa的1.73增加到90GPa的3.19;反射谱峰值小幅度增加;光电导率成倍增加;损失函数在32.7e V出现损失峰值。通过在高压下对有机材料四氢萘醌、2-（乙酰氧基）苯甲酸和3-Phenyl晶体的晶体结构,电子结构和光学性质的研究,说明了极端高压条件能有效的调控材料的结构和性质。为今后进一步开展有机材料的性质研究,提供了新的思路。
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