气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

编号：CYYJ03930

篇名：气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

作者：顾芳 陆春玲 刘清惓 张加宏 朱涵

关键词： 硅锗异质结纳米线 气体吸附 电子结构 光学性质

机构： 南京信息工程大学物理与光电工程学院

摘要： 基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO2和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO2和Cl2分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si24Ge36H32对CO2气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO2分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si24Ge36H32纳米线吸附CO, CO2和Cl2分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si24Ge36H32纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据。