250000200000Absorption1500001000005000000510152025303540Frequency/eV
图5.3 HgS光学吸收的光学性质
0.40.3Reflectivity0.20.10.00510152025303540Frequency/eV
图5.4 HgS光学反射的光学特性
05101520253035404.54.03.5Refractive Index3.02.52.01.51.00.50.0Frequency/eV
图5.5 HgS折射率的实部和虚部与光子能量之间的关系
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通过计算，我们得到了HgS的能带结构如图5.1，HgS在0GPa、30GPa、60GPa、
90GPa下能带对比如图5.2，吸收系数与能量的关系如图5.3，反射系数与能量的关系如图5.4，折射系数与能量之间的关系如图5.5。从图5.1可以看出HgS具有间接带隙结构，而第一导带最低点值为3.652eV。我们仅仅考虑了晶体的本征吸收，而忽略了影响较小的激子吸收，可见吸收系数数量级达到了105cm-1，且在低能部分吸收系数快速下降，几乎成线性关系。观察图5.2，在L一线均为0GPa、30GPa、60GPa和90GPa的带隙最低点，0GPa的值为0.149eV，30GPa的值为0.283eV，60GPa的值为0.400eV，90GPa的值为0.484eV。我们可以发现半导体HgS的带隙最低点是随着压强的增大而增高。而在图5.4中，观察可发现，在介点函数的虚部?2上有个比较明显的特征峰，值为1.867eV。
总 结
我们利用第一性原理平面波赝势密度泛函理论研究了HgS的能带结构以及态密度。在计算中得到了HgS的间接带隙为Eg=3.652eV。这个结果与其他的理论和试验结果相一致。通过对比HgS在0GPa、30GPa、60GPa、90GPa下能带图，我们可以发现半导体HgS的带隙最低点是随着压强的增大而增高。研究电学性质时，我们计算了HgS的能带结构、总体态密度以及S、P级态密度。
最后，我们研究了HgS的光学性质。当光通过晶体材料时会发生各种现象：反射、吸收、能量损失等。这和光与晶体中的电子、杂质等的相互作用密切相关。通过研究固体中的光吸收光发射，可以直接得到晶体中电子的状态——能带结构和其他的激发态信息。我们计算了HgS的吸收系数、介电函数（包含实部和虚部）、反射系数以及折射率。我们发现HgS介电函数的虚部ε2和实部ε1与光子能量之间的关系。可见，在介点函数的虚部ε2上有个比较明显的特征峰1.867eV。
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致 谢
本人在完成论文的过程中得到了周绍元老师和杨维清老师的大力帮助，在两位老师的悉心指导下，我才能完成此次论文。两位老师对学术的严谨态度，对学生的耐心细致还有对问题的敏锐洞察，都让我感动，让我受益匪浅。两位老师不仅教会了我论文方面的许多知识，还让我学会了许多做人做学问的道理，这将是我一生的财富。在此再次由衷的感谢两位老师无私的帮助，祝两位老师身体健康，万事如意，在未来的工作中取得更多的成果。 作者简介
姓 名：王鑫 出生年月：1987-8 E-mail:249316134@qq.com
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性别：男 民族：蒙古族 声 明
本论文的工作是2009年 3月至2009年5 月在成都信息工程学院光电技术系完成的。文中除了特别加以标注地方外，不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其他教学机构的学位或证书而使用过的材料。
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