1、砷化鎵材料作為一種直接帶隙雙能谷化合物半導(dǎo)體材料,以其優(yōu)越的光電特性在微電子和光電子學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。非摻雜半絕緣砷化鎵材料的團(tuán)簇深能級(jí)缺陷影響著材料和器件的光電性能,深入研究砷化鎵團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),不論對(duì)砷化鎵納米材料的制備和應(yīng)用,還是對(duì)半絕緣砷化鎵材料深能級(jí)缺陷的微觀結(jié)構(gòu)和光電特性的分析,都有著極其重要的意義。論文利用雜化密度泛函理論中的B3LYP方法對(duì)砷化鎵團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和振動(dòng)頻率進(jìn)行了計(jì)算,分析了團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性規(guī)律,研

2、究了團(tuán)簇與半絕緣砷化鎵深能級(jí)缺陷的關(guān)系,討論了半絕緣砷化鎵材料吸收大于本征吸收長(zhǎng)波限激光的微觀過程,取得以下成果：1計(jì)算了GamAsn(m=1-2,n=1-7)中性團(tuán)簇和Ga2Asn(n=1-7)正負(fù)離子團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu),結(jié)果表明團(tuán)簇結(jié)構(gòu)中As-As和As-Ga鍵比Ga-Ga鍵穩(wěn)定,團(tuán)簇得失電子成為正負(fù)離子團(tuán)簇,離子團(tuán)簇自身所帶電荷的靜電庫(kù)侖作用使得團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,并影響著團(tuán)簇的性質(zhì)和規(guī)律。2 GamAsn(m=1-2,n=1-7)中

3、性團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨團(tuán)簇的As原子數(shù)增大而呈奇偶交替變化規(guī)律,As原子為偶數(shù)的團(tuán)簇比As原子為奇數(shù)的團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；具有相同原子數(shù)的不同系列團(tuán)簇,As原子數(shù)多的團(tuán)簇比As原子數(shù)少的團(tuán)簇穩(wěn)定。3 Ga2Asn(n=1-7)中性團(tuán)簇和正離子團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨團(tuán)簇原子數(shù)變化的規(guī)律一致,總原子數(shù)為偶數(shù)的團(tuán)簇比總原子數(shù)為奇數(shù)的團(tuán)簇穩(wěn)定,負(fù)離子團(tuán)簇剛好相反,即總原子數(shù)為奇數(shù)的團(tuán)簇比原子數(shù)為偶數(shù)的團(tuán)簇穩(wěn)定；原子數(shù)相同的團(tuán)簇,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)系為：負(fù)離

4、子團(tuán)簇>中性團(tuán)簇>正離子團(tuán)簇。4 GamAsn(m=1-2,n=1-7)團(tuán)簇的能隙差隨As原子數(shù)的增大呈奇偶交替變化規(guī)律,其中As原子為偶數(shù)的團(tuán)簇比As原子為奇數(shù)的團(tuán)簇的能隙差大,化學(xué)活性弱,化學(xué)穩(wěn)定性高；具有相同As原子數(shù)的GaAsn(n=1-7)團(tuán)

5、簇和Ga2Asn(n=1-7)團(tuán)簇,As原子為偶數(shù)的兩個(gè)團(tuán)簇比As原子為奇數(shù)的兩個(gè)團(tuán)簇的能隙差差值?。辉訑?shù)相同的Ga2Asn(n=1-7)離子團(tuán)簇與中性團(tuán)簇相比,能隙差差異大,即團(tuán)簇得失電子對(duì)團(tuán)簇的化學(xué)穩(wěn)定性的影響大。5 GamAsn(m=1-2,n=1-7)團(tuán)簇的熱穩(wěn)定性隨團(tuán)簇總原子數(shù)的增大呈奇偶交替變化規(guī)律,其中總原子數(shù)為偶數(shù)的團(tuán)簇比總原子數(shù)為奇數(shù)的團(tuán)簇的熱穩(wěn)定性好。對(duì)于Ga2Asn(n=1-7)離子團(tuán)簇,正負(fù)離子團(tuán)簇?zé)岱€(wěn)定性隨總