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熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

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苏锐, 张红, 姜胜利, 陈军, 韩伟. 2016: 熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算, 物理学报, 65(2): 326-335. doi: 10.7498/aps.65.027801
引用本文: 苏锐, 张红, 姜胜利, 陈军, 韩伟. 2016: 熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算, 物理学报, 65(2): 326-335. doi: 10.7498/aps.65.027801
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Su Rui, Zhang Hong, Jiang Sheng-Li, Chen Jun, Han Wei. 2016: Quasi-particle calculations on electronic and optical properties of the peroxy linkage and neutral oxygen vacancy defects in amorphous silica, Acta Physica Sinica, 65(2): 326-335. doi: 10.7498/aps.65.027801
Citation: Su Rui, Zhang Hong, Jiang Sheng-Li, Chen Jun, Han Wei. 2016: Quasi-particle calculations on electronic and optical properties of the peroxy linkage and neutral oxygen vacancy defects in amorphous silica, Acta Physica Sinica, 65(2): 326-335. doi: 10.7498/aps.65.027801
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熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

  • 四川大学物理科学与技术学院,成都,610064

  • 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088

  • 激光聚变研究中心,绵阳,621900

Quasi-particle calculations on electronic and optical properties of the peroxy linkage and neutral oxygen vacancy defects in amorphous silica

  • 摘要: 本文使用密度泛函理论研究了熔石英中peroxy linkage (POL)缺陷和中性氧空位(NOV)缺陷的几何结构,电子结构以及光学性质.采用自洽的准粒子GW计算结合求解Bathe-Salpeter方程的多体理论,研究了缺陷引起的电子结构和光学吸收谱的变化.首先研究了无缺陷非晶结构的电子结构与吸收谱,得到的结果与实验值非常接近.对POL的计算表明,其在基态下的局部结构与过氧化氢分子类似.采用多体理论计算得到的吸收谱表明其最低吸收峰位于6.3 eV处.这一结果不支持实验认为的位于3.8 eV处的吸收峰是由POL缺陷导致的说法.对于NOV缺陷,计算表明其基态的Si-Si键长为2.51 (A)而三重态下的值则为3.56 (A).相应的GW+BSE计算表明中性氧空位缺陷导致了位于7.4 eV处的吸收峰,与实验测量结果一致.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-01-30

熔石英中过氧缺陷及中性氧空位缺陷的几何结构、电子结构和吸收光谱的准粒子计算

  • 四川大学物理科学与技术学院,成都,610064
  • 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088
  • 激光聚变研究中心,绵阳,621900

摘要: 本文使用密度泛函理论研究了熔石英中peroxy linkage (POL)缺陷和中性氧空位(NOV)缺陷的几何结构,电子结构以及光学性质.采用自洽的准粒子GW计算结合求解Bathe-Salpeter方程的多体理论,研究了缺陷引起的电子结构和光学吸收谱的变化.首先研究了无缺陷非晶结构的电子结构与吸收谱,得到的结果与实验值非常接近.对POL的计算表明,其在基态下的局部结构与过氧化氢分子类似.采用多体理论计算得到的吸收谱表明其最低吸收峰位于6.3 eV处.这一结果不支持实验认为的位于3.8 eV处的吸收峰是由POL缺陷导致的说法.对于NOV缺陷,计算表明其基态的Si-Si键长为2.51 (A)而三重态下的值则为3.56 (A).相应的GW+BSE计算表明中性氧空位缺陷导致了位于7.4 eV处的吸收峰,与实验测量结果一致.

English Abstract

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