硅量子点结合能的尺寸和形状效应

• 作者: 栾相森 闫晓丽 李慧
• 来源期刊: 太原理工大学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 硅纳米晶体 结合能 尺寸效应 形状效应 氢硅比
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 页码范围: 116-121
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.2023.06.014

摘要

[目的]分析硅量子点的尺寸和形状对其结合能的影响.[方法]采用密度泛函理论第一性原理的方法,计算了不同尺寸、形状的硅量子点结合能.[结果]随着体系内原子数的增多,硅量子点结合能基本上呈现增大的趋势,这与纳米材料结合能的尺寸效应一致.然而,这种尺寸效应也会受到形状的影响.引入形状因子λ,研究发现在等尺寸的情况下,四面体形状(TH)的硅量子点结合能总是小于中心四面体对称(TC)的硅量子点,二者的结合能也都小于八面体形状(OT)的硅量子点.在一些硅量子点上出现原子数小的硅量子点其结合能反而大于原子数大的硅量子点,其原因是因为原子数小的硅量子点具有较大的形状因子.另外,硅量子点体系中氢硅比(氢原子与硅原子的比值),即n(H)/n(Si),能够同时反映硅量子点的尺寸、形状参数,硅量子点结合能与氢硅比的线性关系进一步证明了硅量子点的尺寸、形状效应.