利用多体格林函数理论,本文研究了二维CN体系(包括triazine和tri-s-triazine)的激发态特性。通过GW方法,我们计算了准粒子的能量。考虑电子-空穴相互作用,通过求解Bethe-Salpeter方程,我们获得了激发态能量和光谱。我们发现,在这两种CN体系的价带中,σ轨道和π轨道之间的交换作用非常强烈。由于占据的σ轨道和π轨道之间的准粒子修正量非常不同,因此,为了得到准确的带隙值和光谱,我们需要对这两种轨道开展精确的GW计算。与单层的CN体系相比,双层结构中层与层之间的范德华相互作用使带隙值降低了0.6 e V,而光吸收谱红移了0.2 e V,这是由于双层结构具有更小的激子束缚能。我们计算的吸收峰的位置与实验结果符合很好。实验中的吸收峰主要是由深能级的π轨道到π*轨道的跃迁形成的。π→π*跃迁和σ→π*跃迁之间的耦合能够在长波长范围产生弱的吸收尾巴,如果调整入射光的极化方向,由σ→π*跃迁产生的高强度的吸收峰将会在更低能量处出现。
本文利用多体格林函数理论,计算了石墨相g-CN的准粒子能带结构和光吸收谱.准粒子能带结构通过GW方法进行计算.考虑电子-空穴相互作用,通过求解Bethe-Salpeter方程获得了激发能和光吸收谱.计算的准粒子带隙为4.88 e V,极大地修正了密度泛函理论的结果.光吸收谱在4.85 e V处有一个强烈的吸收峰,这与实验结果一致.该吸收峰对应的激子空间分布局域,激子束缚能达到2.32 e V.在低能量处有一些来源于?轨道的暗激子态,对光化学过程产生一定的影响.
