具有正和负曲率表面半导体纳米结构带隙的唯象理论研究

近年来随着半导体纳米结构带隙的实验，理论和计算研究的深入，出现了一些新的，目前的理论模型无法解释的科学问题。所以，发展新的半导体纳米结构带隙理论模型，无论是从半导体纳米结构带隙的理论发展，还是从半导体纳米结构器件的设计与应用来看，都是非常需要的。我们拟在半导体带隙的晶体场理论框架下，考虑由于不同曲率条件引起的表面应变对于半导体纳米结构带隙的影响，研究应变引起的带隙变化与尺寸的依赖性，建立具有正和负曲率表面半导体纳米结构带隙的唯象理论；研究不同半导体（III-VI族和II-VI族）纳米结构所具有的不同的尺度依赖的有效质量，建立普适性的适用于III-V族和II-VI族半导体纳米结构"尺寸-带隙关系"的唯象理论；采用第一性原理计算作为计算机模拟试验来验证所发展的半导体纳米结构带隙的新唯象理论。

在所发展的纳米材料体系表-界能的热力学理论基础上，我们研究不同几何特征（尺度、形貌）的纳米结构表-界面在外场（应力、温度场等）作用下的化学键弛豫和振动机理，发展一种普适性的、解析的处理纳米结构“尺寸-应力-带隙关系”的唯象理论即原子键弛豫理论，并将该理论应用于半导体光电纳米材料体系的本征及在外场作用下的表/界面能态和能级漂移等性质，同时采用第一性原理计算作为计算机模拟试验来验证所发展的半导体纳米结构带隙唯象理论。