[发明专利]一种模拟声子辅助光致发光谱的方法

权利要求书

1.一种模拟声子辅助光致发光谱的方法，适用于固体材料，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：构建正交结构的晶格模型，对所述晶格模型中的原子位置进行优化，使原子处于初始状态；

步骤S2：在所述晶格模型中构建缺陷，得到含有所述缺陷的晶胞模型，经结构优化后，获得基态系统位形状态A；

步骤S3：重新排布基态系统位形状态A的电子分布，考虑自旋，将单一K点的电子从价带顶转移到对应位置的导带底，提取基态电子布居数，此时系统处于激发态系统位形状态D，对激发态系统位形状态D进行结构优化，得到激发态系统位形状态C，系统从激发态系统位形状态C激发态跃迁到基态，得到基态系统位形状态B，经过结构弛豫，回复到基态系统位形状态A；同时计算基态系统位形状态A不同声子模式对应的声子基矢；

步骤S4：通过杂化密度泛函自洽计算，获得基态系统位形状态A、基态系统位形状态B、激发态系统位形状态C和激发态系统位形状态D的总能，构建位形图和ZPL能量；

步骤S5：在上述步骤中提取所述总能、声子基矢和原子质量，通过计算获得黄昆因子和光谱数据，将其导入绘图软件，得到光致发光谱。

2.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S1中，所述对所述晶格模型中的原子位置进行优化，使原子处于初始状态，包括：

采用平面波近似对所述晶格模型中的原子位置进行优化，使每个所述原子的受力小于

3.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S3中，所述计算基态系统位形状态A不同声子模式对应的声子基矢的算法包括杂化密度泛函方法。

4.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S3中，所述计算不同声子模式的考虑范围包括：考虑所述晶格模型中的全部原子的声子模式；或者在具有较低能量本征值的声子模式中，通过外部输入作用半径范围将距离缺陷位置较远的原子视为固定原子。

5.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S5中，所述黄昆因子的定义式为：

其中，为约化普朗克常数，声子模式本征能量为ω_λ，声子正则坐标的变化量ΔQ_λ满足以下关系

其中，激发态原子位置为R_e,α，基态原子位置为R_g,α，声子基矢为u_λ，m_α代表原子α的质量。

6.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S5中，所述光谱数据考虑温度形成的高斯展宽，电声耦合作用的谱函数为

σ为展宽参数，则体系的光致发光谱分布为

其中，E_ZPL是零声子线位置，为基态系统位形状态A和激发态系统位形状态C之间的能量差。为入射光子的能量。光谱的生成因子g为

g(t)＝e^S(t)-S(0)

7.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S2中，所述在所述晶格模型中构建缺陷采用自主开发的缺陷性质模拟仿真软件。

8.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S3和步骤S4中，所述计算软件为VASP。

9.根据权利要求1所述的模拟声子辅助光致发光谱的方法，其特征在于，步骤S5中，所述绘图软件包括Origin、Gnuplot、Matplotlib中的一种。