二元准一维半导体材料的光电特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代材料科技的创新发展，半导体材料的发展已经推动了现代互联网、通信、新能源等新兴科技的快速发展。半导体材料具有非常特殊的物理属性，在现代社会生产和科技发展中发挥了重要作用，促进了现代科技尤其是电子技术的飞速发展。自20世纪50年代以来，半导体材料在全球得到了广泛的应用，并随着能源技术的变革和产业结构的调整而不断地变化和发展，近年来更是向着高性能、低能耗的目标发展。

随着半导体材料的广泛应用，人们也在不断拓展研究不同类型的半导体材料。其中准一维半导体材料在基础科学研究和潜在的技术应用方面都非常的重要，准一维半导体材料是研究电子传输行为、光学特性和力学机械性能等物理性质的尺寸和维度效应的理想系统。他们将在构筑纳米电子和光电子器件等集成电路和功能性元件的进程中充当非常重要的角色。准一维半导体由于具有很强的光吸收和发射能力，在纳米光子器件和光电子器件中有广阔的应用前景。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

（1）调研近几年的二元准一维光电半导体材料以及相应的研究和应用，寻找理论研究空缺的二元准一维光电半导体材料。

（2）针对找到的二元准一维光电半导体材料，对其进行结构优化和静态计算确保结果可靠收敛。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1、密度泛函理论：密度泛函理论（density functional theory，dft）在基于hohenberg-kohn定理和kohn-sham理论发展下是，一种有效的求解原子、体系以及材料计算电子结构的量子力学方法。它提供了第一性原理从头算的计算框架，在这个框架下可以发展各式各样的能带计算方法。

（1）hohenberg-kohn定理：hohenberg-kohn第一定理指出体系的基态能量仅仅是电子密度的泛函；hohenberg-kohn第二定理证明了以基态密度为变量，将体系能量最小化之后就得到了基态能量。

4. 参考文献

[1] iguchi h, takaishi s, kajiwara t, et al. mixed charge-ordering state of mmx-type quasi-one-dimensional iodide-bridged platinum complexes with binary countercations[j]. journal of the american chemical society, 2008, 130(52): 17668-17669.

[2] suthar k, roy a, angom d. fluctuation-driven topological transition of binary condensates in optical lattices[j]. physical review a, 2015, 91(4): 043615.

[3] roy a, gautam s, angom d. evolution of goldstone mode in binary condensate mixtures[j]. the european physical journal special topics, 2015, 224(3): 571-575.

5. 计划与进度安排

(1) 2024-12-14～2024-01-19 复习量子力学和固体物理等基础课程，学习密度泛函理论的基本知识；
(2) 2024-01-20～2024-02-12 调研有关二元准一维光电半导体材料的相关文献资料，提出研究方案，完成开题报告。

(3) 2024-02-13～2024-03-13 学习晶体模型的建立方法；学习第一性原理计算软件包vasp的使用方法；用第一性原理方法计算传统三元半导体材料cuinse2的电子结构性质，包括晶格结构、态密度、能带结构等，逐步掌握计算方法。

(4) 2024-03-14～2024-05-08 利用第一性原理计算方法研究二元准一维半导体材料的态密度，能带结构，完成相关数据图形的计算整理，并撰写毕业论文。