碲化鉍納米材料的制備及電子結構和力學性質的模擬.pdf

1、隨著量子霍爾效應的發現，拓撲絕緣體開始走進了科學家們的視野中。由于拓撲絕緣體是一種特殊的量子物質態，所以其導電性能與傳統的導體與絕緣體的相比完全不同，具體表現為：材料的內部是絕緣體，而表面呈現出導體的性質。作為拓撲絕緣體中最具代表性物質——碲化鉍，具有室溫下最高的熱電優值，并且因其具有比較窄的能隙，因而在熱電材料、相變儲能材料以及拓撲絕緣體等方面有著極高的應用價值，現如今受到越來越多的科學家們的關注。
　　本研究首先采用物理氣相沉

2、積的方法，制備碲化鉍納米材料，并討論相關的實驗條件對碲化鉍納米材料形貌的影響趨勢。實驗表明，在一定條件下，沉積溫度越高，越容易形成納米線結構；氣體流速越快，越容易形成納米線結構；沉積的基板的晶格參數與碲化鉍的晶格參數有差異時，差異越大，越不容易沉積；沉積距離越遠，沉積效果越不好。
　　依據第一性原理的相關知識，使用計算機模擬軟件Materials Studio 7.0進行第一性原理的相關模擬。使用“Reflex”模塊模擬碲化鉍的衍

3、射圖譜，模擬結果表明，在精度允許的范圍內，模擬結果與實驗結果基本吻合。使用“CASTEP”模塊模擬碲化鉍的電子能帶圖，分析得出碲化鉍的帶隙能量為0.427 eV，證明了碲化鉍是一種窄帶隙的半導體。
　　依據分子動力學的相關知識，使用計算機模擬軟件Materials Studio 7.0進行分子動力學的相關模擬。利用分子動力學模塊“Discover”進行分子動力學模擬，模擬不同溫度下的碲化鉍的力學性能彈性常數。模擬的結果表明：模擬得