论文摘要
InP是制作光电仪器、半导体激光器以及发光二极管很常用的半导体材料。虽然它们在技术方面己得到广泛的应用，在高压下的性质也得到了大量地研究，但是在高压下的一些基本问题（包括其几何结构、电子结构及键的机制等）还未获得解决。本文首先利用平面波赝势密度泛函理论研究了InP从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变以及这两种结构的基本性质参数，包括晶格常数a、体弹模量B0、体弹模量对压强的一阶导数B′0以及弹性常数(C11、C12、C44)。依据焓相等原理，我们发现从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变压强为12.1 GPa，计算结果与实验及其它理论值相符。另外，通过准谐德拜模型获得了闪锌矿和氯化钠两种结构的热力学性质，定量地给出了不同压强和不同温度下热容和德拜温度的计算值，发现热容随着压强增加而减小，而德拜温度随压强增加而增加。其次，我们利用平面波赝势密度泛函理论研究了InP的能带结构以及态密度，这是第一次用这样的方法计算InP的能带结构。计算布里渊区沿着高对称方向的能带结构在材料研究领域中是很有意义的工作，能带结构图表示了材料的电子能级沿着布里渊区的高对称方向与κ矢的依赖关系，这样的图表为定性的分析材料的电子结构提供了有用的工具，同时这对于我们寻找相对平滑、离散的能带方向具有指导意义，因为这些能带方向的辨别也许对材料中的光吸收起着重要的作用，这样可以让我们很好的解释晶体材料中光的各向异性的特性。另外，由于在一般情况下能带图对应着高对称点下的两个能态之间的能量差异，因此我们也可以根据能带图很容易地推导出材料的能带带隙。我们在计算中得到了InP的直接带隙为Eg=1.18ev。这个结果与其他的理论和试验结果相一致。态密度（DOS）和部分态密度（PDOS）图表能够让我们对材料的电子结构有个快速地定性地直接地映象，在某些时候甚至与试验的光谱结果有直接的关系。我们在计算中也成功的得到了InP的态密度（DOS）。最后，我们利用同样的方法研究了InP的光学性质。当光通过晶体材料时会发生各种现象：反射、吸收、能量损失等。这和光与晶体中的电子、杂质等的相互作用密切相关。通过研究固体中的光吸收光发射，可以直接得到晶体中电子的状态——能带结构和其他的激发态信息。我们计算了InP的吸收系数、介电函数（包含实部和虚部）、反射系数以及折射率等。我们发现当光子能量在14eV左右时，有一个能量损失峰，此时的反射系数也迅速下降。