申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2024-04-11

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118039044B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本申请涉及半导体材料技术领域，公开了一种判定透明导电材料透明性和导电性的方法、设备及介质。本申请所公开的判定透明导电材料透明性和导电性的方法通过对基于第一性原理计算软件计算得到的透明导电材料的弹性常数、能带等结果进行进一步地处理，能够实现根据处理结果对透明导电材料的透明性和导电性进行综合判定，以期望通过高通量计算筛选出集高透明性和高导电性于一体的透明导电材料，从而降低透明导电材料的研发成本，并有助于提高研发效率。

主权项：1.一种判定透明导电材料透明性和导电性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1.对透明导电材料的晶胞模型进行结构优化，以得到输出文件；所述输出文件包含透明导电材料的基态晶体结构；步骤S2.计算所述步骤S1得到的基态晶体结构的弹性常数，并根据力学稳定性判据判断透明导电材料的力学稳定性；步骤S3.基于传统泛函计算所述步骤S1得到的基态晶体结构的能带，以初步判断透明导电材料的透明性和导电性；步骤S4.基于杂化泛函计算所述步骤S1得到的基态晶体结构的能带和光学性质，以进一步判断透明导电材料的能带带隙和透明性；步骤S5.通过对所述步骤S4获得的能带的导带底和价带顶附近的能带进行二次函数拟合，以计算电子和空穴的有效质量；所述步骤S5具体包括：步骤S501.根据所述步骤S1得到的输出文件中的基态晶体结构的倒格子基矢将步骤S4得到的基态晶体结构的能带中K路径的多个高对称点的分数坐标转换为Å单位制的笛卡尔坐标；步骤S502.根据所述步骤S501中得到的多个高对称点的笛卡尔坐标计算Å单位制的K路径长度；步骤S503.将所述步骤S502中得到的Å单位制的K路径长度转换为Born-1单位制的K路径长度；步骤S504.选取经所述步骤S4获得的能带中导带底和价带顶对应的能带曲线，将能带曲线所对应的数据点的能量由eV单位制换算成Hartree单位制作为y，将能带曲线所对应的数据点的归一化的K路径长度乘以经所述步骤S503得到的Born-1单位制的K路径长度作为x；步骤S505.将所述步骤S504得到的导带底和价带顶对应的能带曲线中导带底和价带顶附近的4-5个数据点的y和x进行二次函数y=A+Bx+Cx2拟合，得到与导带底对应的二次项拟合系数C以及与价带顶对应的二次项拟合系数C；步骤S506.将所述步骤S505得到的分别与导带底和价带顶对应的二次项拟合系数C带入公式，以计算电子和空穴的有效质量；其中，m0为自由电子的质量；步骤S6.分别沿不同方向对所述步骤S1得到的基态晶体结构施加3%的应变，在保持应变后的晶格基矢不变的条件下重新优化晶体结构的原子位置坐标；步骤S7.基于杂化泛函计算经所述步骤S6得到的施加不同方向应变后的晶体结构的能带，并结合应变前步骤S4得到的基态晶体结构的能带计算形变势常数；步骤S8.根据经所述步骤S5计算得到的电子和空穴的有效质量、经所述步骤S2计算得到的弹性常数以及经所述步骤S7计算得到的形变势常数计算电子和空穴的迁移率；在所述步骤S8中，电子和空穴的迁移率μ的计算公式为：；其中，e为元电荷电荷量；kB为玻尔兹曼常数；T为温度；Cij为弹性常数，通过所述步骤S2计算得到；为电子或空穴的有效质量；为约化普朗克常数；E为形变势常数，通过所述步骤S7计算得到，计算公式如下：；其中，为晶格基矢的形变比，l0为基态晶体结构初始的晶格基矢，为施加应变后晶体结构的晶格基矢的应变量；为在晶格基矢的应变量为的情况下能带的带边能量的变化量，也即所述步骤S4和步骤S7中得到的能带的带隙的差值；步骤S9.根据所述步骤S2~S8的结果综合判定透明导电材料的透明性和导电性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西南交通大学 判定透明导电材料透明性和导电性的方法、设备及介质

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