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得。在两种晶体中，每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构。 八面体结构则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被观察到。
纤锌矿结构、闪锌矿结构有中心对称性，但都没有轴对称性。晶体的对称性质使得纤锌矿结构具有压电效应和焦热点效应，闪锌矿结构具有压电效应。纤锌矿结构的空间群是P63mc。晶格常量中，a = 3.25 埃，c = 5.2 埃；c/a比率约为1.60，接近1.633的理想六边形比例。在半导体材料中，锌、氧多以离子键结合，是其压电性高的原因之一[10]。
本论文为了更好的得出压力对氧化锌半导体晶格结构影响的结果，我通过计算机模拟出氧化锌半导体的两种晶体结构。其一是铅锌矿结构，如图4-1所示，其二为岩盐结构，如图4-2所示。
图4-1 铅锌矿结构 图4-2岩盐结构
4.2 计算结果与分析
晶体结构的几何优化是通过调节结构模型的几何参数来获得稳定结构的过程，这种处理能使模型的结果尽可能的接近真实结构。为了简单研究，我通过计算机运用Materials Studio软件模拟并计算，以改变压力的值，从而得到在不同压力值下两种结构下的ZnO半导体晶格常数的值，如表格1与表格2所示是岩盐结构的相关数据，表格3与表格4是铅锌矿结构的相关数据。再根据表格1和表格2数据笔者作出了晶格常数随压力变化的状态曲线图，如图4-3所示，以及晶格能量随压力变化的状态曲线图，如图4-4所示。
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表格 1 压力与岩盐结构晶格常数的关系
P/G Pa 0 5 10 15 20 25 30
a=b=c/ ? 3.118836 3.078978 3.044376 3.017936 2.992476 2.969837 2.951440
体积V/ ? 21.451745 20.639756 19.951701 19.436375 18.948605 18.521782 18.179712
3
表格 2 压力与岩盐结构晶格能量的关系
P/G Pa 0 5 10 15 20 25 30
能量E/eV -2146.660092513 -2146.686671192 -2146.682092771 -2146.671181953 -2146.633441789 -2146.587911384
-2146.546949874
根据岩盐结构的晶格常数随压力变化的状态曲线图我们可以直观的知道岩盐结构的ZnO的晶格常数随压力的增加而减小，根据岩盐结构晶格能量随压力的变
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化的状态曲线图我们可以直观的知道岩盐结构的ZnO的晶格能量随压力的增加而增加。
晶格常数a=b=c/?
图4-3岩盐结构的晶格常数随压力变化的曲线图
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晶格能量E/eV
同样的我们分析铅锌矿结构的ZnO半导体晶格常数与压力的关系以及铅锌矿的的ZnO半导体晶格能量与压力的关系，再根据表3、表4的数据可以作出晶格常数随压力变化的状态曲线图，如图4-5、4-6所示，以及晶格能量随压力变化的状态曲线图，如图4-7所示。我们分析铅锌矿结构的ZnO这个例子，根据铅锌矿结构的晶格常数随压力变化的状态曲线图与铅锌矿结构的晶格能量随压力变化的状态曲线图我们可以得到相同的结论：晶格常数随压力的增加而减小，晶格能量随压力的增加而增加。
表格 3 压力与铅锌矿结构的晶格常数的关系
P/G Pa 0 5 10
a=b/ ? 3.321167 3.277764 3.243119
c/ ? 5.345037 5.271918 5.200137
体积V/ ? 51.057866 49.051764 47.366488
3
图4-4岩盐结构的晶格能量随压力变化的状态曲线图
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15 20 25 30
3.238145 3.215272 3.184148 3.137133
5.118223 5.057785 5.036935 5.071300
46.477476 45.282092 44.226577 43.223096
表格 4 压力与铅锌矿结构的晶格能量的关系
P/G Pa 0 5 10 15 20 25 30
E/eV
-4293.956057904 -4293.948373916 -4293.936418491 -4293.892032382 -4293.854321774 -4293.744942920 -4293.609117980
晶格常数a=b/? 压力P/G Pa 精品文档