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锗锡和锗铅合金材料能带调控的第一性原理研究的开题报告
一、选题背景
随着半导体电子学的不断发展，能带工程成为当今半导体材料领域中的热门研究方向之一。能带工程是通过改变材料的电子结构来调控其电学、光学性质的一种手段。
锗锡和锗铅合金材料具有较高的热电性能和光伏性能，可以用于制造热电转换器件和高效光电转换器件等。因此，研究锗锡和锗铅合金材料的能带调控具有重要意义。
二、研究内容
本研究将采用第一性原理计算方法，以锗锡和锗铅合金材料为研究对象，探究不同掺杂、应变、压力等因素对其能带结构的影响和调控机制。具体内容包括：
1.计算不同掺杂原子在锗锡和锗铅合金材料中的位置、形成能和电子亲和能等相关参数，探究其对能带结构的影响。
2.计算应变下锗锡和锗铅合金材料的能带结构，探究应变对其能带结构的调控作用。
3.计算压力下锗锡和锗铅合金材料的能带结构，探究压力对其能带结构的调控作用。
三、研究意义
本研究将为锗锡和锗铅合金材料的能带调控提供理论指导和实验设计依据，有助于优化材料的电学和光学性质，提高其应用性能。
四、研究方法
本研究将采用密度泛函理论(DFT)和VASP软件进行第一性原理计算，根据计算结果分析锗锡和锗铅合金材料的能带结构和电学性质，并探讨材料能带调控的机理。
五、预期成果
1.锗锡和锗铅合金材料能带结构的计算结果和分析。
2.锗锡和锗铅合金材料能带调控的机理和方法探究。
3.推荐针对锗锡和锗铅合金材料的实验研究方向和手段。
六、研究计划
本研究拟于2022年3月开始，计划分为如下阶段：
1.3月-4月：收集阅读材料、学习VASP软件、实验相关参数对计算结果的影响。
2.5月-6月：开展材料掺杂计算并分析计算结果。
3.7月-8月：开展材料应变计算并分析计算结果。
4.9月-10月：开展材料压力计算并分析计算结果。
5.11月-12月：总结分析研究结果，撰写学术论文。
七、研究难点
1.计算方法的选择和参数的选取。
2.实验中存在的数值计算误差和材料实验的一些限制。
3.分析研究结果的有效方式和方法。
八、参考文献
[1]Y.D.Zhao,S.Li,J.Q.Li,etal.“First-PrincipleStudyofGeSnAlloywithHighandTunableTHzAbsorption,”withJ.Appl.Phys.,no.127,p.073101,Feb.2020.
[2]L.S.Zhou,Z.Y.Xie,Z.W.Li,etal.“AbinitiostudyofthestabilityandelectronicpropertiesoftheGa-dopedZnOcrystalforphotovoltaicapplications,”withInt.J.Mater.Res.,no.111(11),pp.1128-1134,Nov.2020.
[3]F.Pfaff,D.B.L.Wang,A.T.J.v.Helvoort,etal.“PerovskiteQuantumDotsasVersatileBuildingBlocksforInkswithNarrowEmissionFeatures,”withAdv.Mater.,no.32(47),p.2004148,Nov.2020.