超硬B-C-N材料的电子结构、硬度和光学性质的第一性原理计算

摘要

本文基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波超软赝势方法计算了z-BC2N和z-B2CN的4种晶体结构的电子结构、硬度和光学性质。结果表明，z-BC2N（2）为直接带隙半导体，其禁带宽度2.449 eV,z-BC2N（1）为间接宽带隙半导体，其禁带宽度为3.381 eV,而z-B2CN（1）和z-B2CN（2）为导体；硬度结果显示z-BC2N（1）、z-BC2N（2）和z-B2CN（1）为超硬材料。最后通过计算z-BC2N基本光学函数与光子能量的关系表征了其光学性质。分析结果表明，z-BC2N结构可以用作良好的耐磨材料和窗口耐热材料。

关键词