本文用一种快速、实用的方法计算了半导体合金的带隙和能带弯曲参数。该方法是一个介电缩放近似的基础上，一个近似。它增加了一个能移的带隙所提供的局域密度近似（LDA）的密度泛函理论（DFT）。能量位移由高频介电常数的倒数加权的材料无关常数组成。该方法的显著特点是通过紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）的格林函数（GF）在原子球近似（ASA）下快速计算合金的介电常数。当将其应用于高度失配的半导体合金（HMA）（如Zn Te $_x$ Se $_{1-x}$）时，该方法提供了与用LDA计算的带弯曲参数不同的带弯曲参数，这是由于高频介电常数也表现出弯曲。
英文摘要：
The bandgap and band bowing parameter of semiconductor alloys are calculated with a fast and realistic approach. The method is a dielectric scaling approximation that is based on a scissor approximation. It adds an energy shift to the bandgap provided by the local density approximation (LDA) of the density functional theory (DFT). The energy shift consists of a material-independent constant weighted by the inverse of the high-frequency dielectric constant. The salient feature of the approach is the fast calculation of the dielectric constant of alloys via the Green function (GF) of the TB-LMTO (tight-binding linear muffin-tin orbitals) in the atomic sphere approximation (ASA). When it is applied to highly mismatched semiconductor alloys (HMAs) like Zn Te$_x$ Se$_{1-x}$, this method provides a band bowing parameter that is different from the band bowing parameter calculated with the LDA due to the bowing exhibited also by the high-frequency dielectric constant.
Upward band gap bowing and negative mixing enthalpy in multi-component cubic halide perovskite alloys
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado（科罗拉多大学可再生能源与可持续能源研究所）；Department of Materials Engineering, São Carlos School of Engineering, University of São Paulo（圣保罗大学圣卡洛斯工程学院材料工程系）
Valence band-anticrossing in GaP$_{1-x}$Bi$_{x}$ dilute bismide alloys: giant bowing of the band gap and spin-orbit splitting energy
使用椭圆偏振光谱测量GaP $_{1-x}$ Bi $_{x}$ /GaP外延层的$x = 3.7$ %，我们观察到一个巨大的弯曲的直接带隙（$E_{g}^Γ$）和价带自旋轨道分裂能量（$Δ_{\textrm{SO}}$）。在掺入1%Bi的情况下，测量到$E_{g}^Γ$（$Δ_{\textrm{SO}}$）降低（增加）约200 meV（240 meV），对应于从GaP到GaP $_{0.99}$ Bi $_{0.01}$的$Δ_{\textrm{SO}}$的大于四倍的增加。$E_{g}^Γ$和$Δ_{\textrm{SO}}$与$x$的演变特征在于强烈的成分依赖性弯曲。我们证明了一个简单的价带-反交叉模型，参数直接从原子的超原胞计算，定量地描述了测量的$E_{g}^Γ$和$Δ_{\textrm{SO}}$与$x$的演变。在对比研究良好的GaAs $_{1-x}$ Bi $_{x}$合金，在GaP $_{1-x}$ Bi $_{x}$替代Bi创建本地化的杂质状态，位于积极的GaP主机矩阵带隙内。这导致出现了双杂化状态的光学活性带，解释了$E_{g}^Γ$和$Δ_{\textrm{SO}}$的整体大弯曲，特别是对于$x \lesssim 1$ %观察到的巨大弯曲。我们的分析提供了洞察行动的Bi作为一个等价的杂质，并构成了第一个详细的实验和理论分析的GaP $_{1-x}$ Bi $_…
Strain and composition dependencies of the near bandgap optical transitions in monoclinic (Al$_x$Ga$_{1-x}$)$_2$O$_3$ alloys with coherent biaxial in-plane strain on (010) Ga$_2$O$_3$
采用密度泛函理论（DFT）和广义椭圆偏振光谱（GSE）相结合的方法，研究了$β$ -（Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$）$_2$ O $_3$合金中三个最低带间跃迁能量的弯曲. $β$ $_2$ O $_3$和$θ$ $_2$ O $_3$两者的电子能带结构的DFT计算允许提取合金中能量位移的线性部分，并提供了一种用于量化存在于$β$中的相干应变的作用的方法。在（010）$β$-Ga $_2$ O $_3$衬底上的（Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$）$_2$ O $_3$薄膜。用椭圆偏振光谱本征偏振模型方法得到了带间跃迁的能量[A. Mock等人，Rev. B 95，165202（2017）]。在减去应变的影响，这也会导致额外的弯曲和扣除后的线性部分的能量转移，由于合金化，弯曲参数与三个最低的带-带跃迁在单斜$β$ -（铝$_{x}$镓$_{1-x}$）$_2$ O $_3$。
Ab initio calculation of structural and electronic properties of Al$_x$Ga$_{1-x}$N and In$_x$Ga$_{1-x}$N alloys
采用密度泛函理论（DFT）和广义梯度近似（GGA）方法，计算了纤锌矿结构的AlN、GAN、InN及其相关合金Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N和In $_x$ Ga $_{1-x}$ N的结构和电子性质.我们用全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法进行了精确的{ \it ab initio}总能量计算，研究了结构和电子性质.在这两种合金中，我们发现基本参数不遵循Vegard定律。发现Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N合金的晶格参数$a, c,$和$u$表现出向下弯曲，而In $_x$ Ga $_{1-x}$ N的$a$和$c$参数存在向上弯曲，内部参数$u$存在向下弯曲。此外，我们发现，对于这两种合金，带隙值不遵循Vegard定律。作为电子能带计算的副产品，计算了二元化合物及其相关合金的有效质量。我们表明，计算的二元化合物，以及所研究的合金的性能，显示出良好的协议与大多数以前报道的结果。最后，利用冻结声子方法计算了不同体系的A $_1(TO)$模。我们的计算结果显示出良好的协议与实验值报告的二元化合物。对于三元合金，我们的计算再现实验值为Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N以及理论预测为In $_x$ Ga $_{1-x}$ N。
Temperature and composition dependence of the band gaps of Ga$_{1-x}$In$_x$N alloy: a first-principles study based on the virtual crystal approximation
本文采用第一性原理的虚晶近似（VCA）方法研究了Ga $_{1-x}$ In $_x$ N合金的结构、电子和振动性质。用TB 09泛函获得了3.85 eV的带隙弯曲参数。声子态密度随着In含量的增加向低频移动。然而，VCA忽略了无序效应，因此无法描述合金化后声子谱的展宽。本文还研究了GAN、InN及其合金Ga $_{1-x}$ In $_x$ N的电子-声子相互作用对带隙温度依赖性的影响。计算的零点运动重整化和拟合的Varshni参数在整个组成范围内进行了讨论。
Study of RF Sputtered Antimony Alloyed Bismuth Vanadium Oxide (Sb:BiVO4) Thin Films for Enhanced Photoelectrochemical (PEC) performance from Bandgap Modulation to Thickness Optimization
Effect of Concentration Fluctuations on Material Properties of Disordered Alloys
Eastern Institute of Technology（东方理工大学）；Materials Department, University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校材料系）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
Engineering the electronic bandgaps and band edge positions in carbon-substituted 2D boron nitride: a first-principles investigation
石墨烯的改性以在其电子光谱中打开一个强大的间隙对于其在场效应晶体管和光化学应用中的使用至关重要。受最近在制备石墨烯和氮化硼（BN）的均匀合金中的实验成功的启发，我们在这里考虑通过成分和构型修改来工程化C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$合金的电子结构和带隙。我们从已经具有大带隙的BN端元开始，然后表明：（a）带隙原则上可以通过C $(x<0.25)$的适度取代降低到约2 eV;以及（b）C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$的电子结构不仅可以通过组成$x$，而且可以通过BN基质中的C取代基所采用的构型来进一步调节。我们的分析，准确的筛选混合功能计算的基础上，提供了一个清晰的理解之间的相关性的带隙和聚集的C原子的水平：带隙减少最大时的C原子被最大限度地隔离，并增加与聚集的C原子由于形成的结合和反结合带与杂化的占据和空的缺陷状态。我们确定相对于真空的价带和导带边缘的位置，并讨论了2D C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$合金在光催化应用中的潜在用途的影响。最后，我们评估这些合金的形成使用来自第一性原理的团簇膨胀模型的热力学限制。
Theory of local electric polarization and its relation to internal strain: impact on the polarization potential and electronic properties of group-III nitrides
Shining light on short-range atomic ordering in semiconductors alloys
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；George Washington University（乔治华盛顿大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
Exploring In$_2$(Se$_{1-x}$Te$_x$)$_3$ alloys as photovoltaic materials
In $_2$ Se $_3$在三维（3D）六方晶体结构中具有空间群$P6_1$（$γ$ -In $_2$ Se $_3$），具有$\sim$ 1.8 eV的直接带隙和高吸收系数，使其成为用于光电子学的有前景的半导体材料。碲化允许调整带隙，增加器件设计的灵活性并扩展应用范围。在这里，我们报告的$γ$ -在$_2$硒$_3$薄膜的生长和表征，以及混合密度泛函理论计算的结果，以评估$γ$ -在$_2$硒$_3$和$γ$ -在$_2$（硒$_{1-x}$碲$_x$）$_3$合金的电子和光学性质。计算的$γ$ -In $_2$ Se $_3$的带隙为1.84 eV，与吸收光谱数据吻合良好，并且发现吸收系数与直接带隙常规III-V族和II-VI族半导体的吸收系数一样高。以$γ$ -In $_2$（Se $_{1-x}$ Te $_x$）$_3$合金的形式引入Te是将带隙从1.84 eV调谐到1.23 eV的有效方式，从而覆盖太阳能电池的最佳带隙范围。我们还讨论了带隙弯曲和混合弯曲，旨在将$γ$ -In $_2$ Se $_3$和$γ$ -In $_2$（Se $_{1-x}$ Te $_x$）$_3$合金添加到太阳能电池和其他光电器件的可用材料工具箱中。
The Hidden Cost of Alloying: Disorder-Driven Transport Collapse in TMDs
Dipartimento di Fisica Università della Calabria e INFN-gruppo collegato di Cosenza（卡拉布里亚大学物理系及科森扎INFN联合小组）；Instituto Madrileño de Estudios Avanzados, IMDEA Nanociencia（马德里高级研究院，IMDEA纳米科学研究所）；Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理系）；Instituto de Física de la Materia Condensada IFIMAC, Univ. Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理研究所IFIMAC）；Walter Schottky Institute, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2),CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2），西班牙国家研究委员会和巴塞罗那理工大学）
Atomic short-range order: a new degree of freedom for band engineering of GeSn semiconductor alloys
George Washington University（乔治华盛顿大学）；University of Delaware（特拉华大学）；University of Arkansas, Pine Bluff（阿肯色大学派恩布拉夫分校）；Forschungszentrum Juelich（于利希研究中心）；University of Arkansas, Fayetteville（阿肯色大学费耶特维尔分校）；University of Alabama（阿拉巴马大学）；Dartmouth College（达特茅斯学院）
Characterization of band offsets in Al$_x$In$_{1-x}$As$_y$Sb$_{1-y}$ alloys with varying Al composition
Al $_x$ In $_{1-x}$ As $_y$ Sb $_{1-y}$与GaSb晶格匹配的前所未有的宽带隙可调谐性（~1 eV）使得能够在从近红外到中红外的宽范围内制造光电探测器。本文用紧束缚计算和X射线光电子能谱学（XPS）测量方法分析了不同Al组分的AlxIn 1-xAsySb 1-y的价带偏移。观察到的价带偏移的弱变化与与导带相比，在价带中缺乏任何小间隙一致。
