[发明专利]一种晶体材料红外性能预测方法及系统

权利要求书

1.一种晶体材料红外性能预测方法，其特征在于，包括：

获取目标晶体材料的分子结构；

基于所述分子结构确定所述目标晶体材料的能带图和态密度分布；

根据所述能带图和所述态密度分布计算所述目标晶体材料的本征吸收光谱；

计算所述目标晶体材料的声子能带图和声子态密度分布；

根据所述声子能带图和所述声子态密度分布计算所述目标晶体材料的自由载流子吸收光谱和声子吸收光谱；

计算所述目标晶体材料的分子振动模式，并由所述分子振动模式计算电偶极矩变化；

由所述电偶极矩变化计算所述目标晶体材料的分子振动吸收光谱；

根据所述本征吸收光谱、所述自由载流子吸收光谱、所述声子吸收光谱和所述分子振动吸收光谱计算所述目标晶体材料的红外光谱。

2.根据权利要求1所述的一种晶体材料红外性能预测方法，其特征在于，所述根据所述能带图和所述态密度分布计算所述目标晶体材料的本征吸收光谱，具体包括：

确定所述能带图中的奇点；

根据所述态密度分布确定所述奇点的态密度；

遍历所述奇点对应的竖直迁跃，根据所述奇点的态密度计算所述目标晶体材料的本征吸收光谱。

3.根据权利要求1所述的一种晶体材料红外性能预测方法，其特征在于，所述根据所述声子能带图和所述声子态密度分布计算所述目标晶体材料的自由载流子吸收光谱和声子吸收光谱，具体包括：

将所述声子能带图中具有部分填充的能带确定为目标能带；

根据所述声子态密度分布确定所述目标能带的声子态密度；

遍历所述目标能带之间的带间迁跃，根据所述目标能带的声子态密度计算所述目标晶体材料的自由载流子吸收光谱；

根据所述声子能带图和所述声子态密度分布对所有的声子进行积分，得到所述目标晶体材料的声子吸收光谱。

4.根据权利要求1所述的一种晶体材料红外性能预测方法，其特征在于，所述根据所述本征吸收光谱、所述自由载流子吸收光谱、所述声子吸收光谱和所述分子振动吸收光谱计算所述目标晶体材料的红外光谱，具体包括：

将所述本征吸收光谱、所述自由载流子吸收光谱、所述声子吸收光谱和所述分子振动吸收光谱累加，得到所述目标晶体材料的红外光谱。

5.根据权利要求1所述的一种晶体材料红外性能预测方法，其特征在于，所述基于所述分子结构确定所述目标晶体材料的能带图和态密度分布，具体包括：

采用共轭梯度法对所述目标晶体材料的分子结构进行优化，得到分子优化结构；

根据所述分子优化结构计算所述目标晶体材料的能带图和态密度分布。

6.一种晶体材料红外性能预测系统，其特征在于，包括：

分子结构获取模块，用于获取目标晶体材料的分子结构；

第一参量计算模块，用于基于所述分子结构确定所述目标晶体材料的能带图和态密度分布；

本征吸收计算模块，用于根据所述能带图和所述态密度分布计算所述目标晶体材料的本征吸收光谱；

第二参量计算模块，用于计算所述目标晶体材料的声子能带图和声子态密度分布；

载流子吸收及声子吸收计算模块，用于根据所述声子能带图和所述声子态密度分布计算所述目标晶体材料的自由载流子吸收光谱和声子吸收光谱；

电偶极矩变化计算模块，用于计算所述目标晶体材料的分子振动模式，并由所述分子振动模式计算电偶极矩变化；

分子振动吸收计算模块，用于由所述电偶极矩变化计算所述目标晶体材料的分子振动吸收光谱；

红外光谱计算模块，用于根据所述本征吸收光谱、所述自由载流子吸收光谱、所述声子吸收光谱和所述分子振动吸收光谱计算所述目标晶体材料的红外光谱。

7.根据权利要求6所述的一种晶体材料红外性能预测系统，其特征在于，所述本征吸收计算模块，具体包括：

奇点确定单元，用于确定所述能带图中的奇点；

第一态密度确定单元，用于根据所述态密度分布确定所述奇点的态密度；

本征吸收光谱计算单元，用于遍历所述奇点对应的竖直迁跃，根据所述奇点的态密度计算所述目标晶体材料的本征吸收光谱。