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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 107 毫秒
1.
利用第一原理计算以及杂化密度泛函方法研究了锂掺杂氧化锌的各种缺陷态的电子结构,并通过缺陷形成能考察其在不同气氛中的能量稳定性. 计算结果表明,在通常的气氛条件下,锂离子占据间隙位置和锂离子替换锌离子形成的复合缺陷具有最低的形成能. 锂掺杂氧化锌中,复合缺陷对的形成使氧化锌很难实现p型导电. 然而,当气氛从富锌环境转变到极端氧环境时,锂替代锌离子的缺陷将更加稳定,其形成能将低于锂间隙和锂替代锌复合缺陷的形成能. 因此,锂掺杂氧化锌可以通过在氧气氛中生长,或在富含氧气气氛中退火得到有效的p型电导.  相似文献   

2.
GaN中与C和O有关的杂质能级第一性原理计算   总被引:9,自引:4,他引:5       下载免费PDF全文
沈耀文  康俊勇 《物理学报》2002,51(3):645-648
用局域密度泛函线性丸盒轨道大型超原胞方法(32个原子),对纯纤锌矿结构的GaN用调节计算参数(如原子球与“空球”的占空比)在自洽条件下使Eg的计算值(323eV)接近实验值(35eV).然后以原子替代方式自洽计算杂质能级在Eg中的相对位置.模拟计算了六角结构GaN中自然缺陷以及与C和O有关的杂质能级位置,包括其复合物.计算结果表明,单个缺陷如镓空位VGa、氮空位VN、氧代替氮ON、炭代替氮CN、炭代替镓CGa等与已有的计算结果基本一致.计算结果表明杂质复合物会导致单个杂质能级位置的相对变化.计算了CNON,CGaCN,CNOV和CGaVGa,其中CNON分别具有深受主与浅施主的特征,是导致GaN黄光的一种可能的结构. 关键词: GaN 杂质能级 电子结构  相似文献   

3.
用基于密度泛函理论平面波赝势法首先对六方AlN本征点缺陷(氮空位、铝空位、氮替代铝、铝替代氮、氮间隙、铝间隙)存在时的晶格结构进行优化,得到其稳定结构;然后通过各缺陷形成能的计算可得知其在生长过程中形成的难易程度;最后从态密度的角度对各种本征点缺陷引起的缺陷能级及电子占据情况进行了分析.发现除氮空位外其他本征缺陷在带隙中形成的能级都很深,要得到n型或p型AlN必须要引入外来杂质.计算得到的本征缺陷能级对于分析AlN的一些非带边辐射机理有重要帮助. 关键词: 六方AlN 形成能 缺陷能级 态密度  相似文献   

4.
高温氧化是限制钒合金应用的主要原因之一。利用第一性原理计算了Ti、Cr杂质原子掺入钒基体后,O在钒合金中的杂质形成能的变化。结果表明:O杂质原子在钒中占据八面体间隙位更稳定,且杂质形成能为-4.65eV,Ti掺杂会降低O的杂质形成能,使O在晶体内部扩散更容易,Cr掺杂的情况与Ti掺杂相反。并且还计算了体系电子结构、布局分布和电荷密度,进一步分析所得到的结论与杂质形成能的计算结果一致。  相似文献   

5.
高温氧化是限制钒合金应用的主要原因之一。利用第一性原理计算了Ti、Cr杂质原子掺入钒基体后,O在钒合金中的杂质形成能的变化。结果表明:O杂质原子在钒中占据八面体间隙位更稳定,且杂质形成能为-4.65eV,Ti掺杂会降低O的杂质形成能,使O在晶体内部扩散更容易,Cr掺杂的情况与Ti掺杂相反。并且还计算了体系电子结构、布局分布和电荷密度,进一步分析所得到的结论与杂质形成能的计算结果一致。  相似文献   

6.
利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了CuAlO2晶体电子结构以及替位Mg杂质的特性。结果表明,Mg替代Al原子时形成受主杂质能级,而替代Cu原子时形成施主杂质能级;同时也计算了它们的形成能,发现前者是吸热反应,而后者是放热反应。另外,比较Mg替代Al与Mg替代Cu掺杂前后计算结果,发现前者费米能级变化不是很明显;而后者掺杂后费米能级明显向导带底移动。研究表明掺杂可改变CuAlO2的导电类型和电导强弱,此结果对实验具有很好的参考价值。  相似文献   

7.
Si中掺Er的原子构型与电子特性   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
万钧  叶令  王迅 《物理学报》1998,47(4):652-657
采用定域密度泛函-离散变分方法(LDF-DVM)计算了Si中掺Er的原子构型与电子特性,并计算了O共掺杂对Si中掺Er体系的原子构型与电子特性的影响.结果表明,在没有O共掺杂时,Er处于四面体间隙位置时能量最低,此时Er的5d轨道在Si的导带中引入浅的共振态.处于替代位置的Er形成能略高,Er的5d轨道在Si的导带顶附近引入了受主态.当有O存在时,体系的形成能降低,能量最低的构型是Er处于六角形间隙位置,周围有6个O,此时Er的5d轨道在Si的导带下约为0.3eV处引入杂质态.从而解释了Si中掺Er体系在 关键词:  相似文献   

8.
KDP晶体本征中性点缺陷的第一性研究   总被引:2,自引:2,他引:2       下载免费PDF全文
 用第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中性本征点缺陷的形成能并计算了常温下点缺陷的浓度。计算得到中性填隙氢原子的形成能为2.05 eV,进而得到298 K下的浓度约为1.21×10-17 mol/L。由于填隙氢原子在带隙中形成缺陷能级,并使能隙降低了2.6 eV, 因此消除填隙氢原子有利于提高晶体在355 nm附近的激光损伤阈值。计算得到的氧间隙、氧空位、钾空位和氢空位的形成能分别为0.60、5.25、6.50 和6.58 eV,常温下它们在晶体中也以较高的浓度存在。钾空位使晶胞体积增大约3.2%,并可能提高晶体电导率,从而降低光损伤阈值。P取代K的反位结构缺陷形成能尽管较低(4.1 eV), 但由于晶体生长溶液中P是以PO4四面体的形式存在,故此点缺陷的存在几率很小。  相似文献   

9.
采用第一性原理赝势平面波方法研究掺杂元素Fe对LiAlH4放氢性能的影响及其作用机理.计算杂质形成能、电子态密度、氢原子分解能,分析原子间的成键情况和结构的稳定性.结果表明:Fe在LiAlH4中占据间隙位置或者替代Al或者Li时,都能改善LiAlH4的放氢性能.Fe在LiAlH4中倾向于占据间隙位置,电子结构分析显示Fe占据间隙位置时与近邻的Al原子产生强烈的相互作用;另一方面,Fe与近邻的H也有较强相互作用.两个因素共同的结果是破坏了[AlH4]基团的稳定性,从而改善LiAlH4的放氢性能.结果与实验相吻合.  相似文献   

10.
ZnO中Li相关缺陷结构性质   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
徐群和  康俊勇 《发光学报》2006,27(4):509-513
采用第一性原理量子力学分子动力学方法,基于32个原子的超原胞模型,计算了ZnO中各种Li相关缺陷的有关几何和电子结构。通过不同模型的计算分析表明,ZnO中Li杂质在间隙位上的总能比替位Zn格位的能量更低,但却形成施主能级。进一步通过构造Li替Zn位LiZn与不同本征缺陷所构成的复合体结构,并对模拟计算的结果进行分析比较得出,O反位OZn可与LiZn形成比Li间隙位更稳定的复合体,可高溶解度地稳定存在于ZnO中,并在禁带中产生受主能级,是较好的p型导电性候选缺陷。  相似文献   

11.
Li掺杂ZnO薄膜的导电和发光特性   总被引:5,自引:5,他引:0       下载免费PDF全文
通过将含有原子数分数为2%锂的Zn-Li合金薄膜和金属锌薄膜在500℃氮气氛中退火2h,然后在700℃氧气氛下退火1h的方法分别制备出ZnO:Li和ZnO薄膜。Hall效应测量表明,其导电类型分别为p型和n型。通过He-Cd激光器的325nm线激发,测量了样品室温和低温(12K)光致发光光谱,并根据ZnO:Li薄膜的低温发光光谱特征,计算出Li相关受主能级位于价带顶137meV处。  相似文献   

12.
This paper presents the mono-vacancy formation and migration energies of each element Ti, Ga, and C in the MAX phase Ti2GaC, which are obtained by first principles calculations. We also calculate the formation energies of oxygen substituting for Ti, Ga, and C and two formation energies of oxygen interstitial in different sites. The results show that the formation energy of oxygen substituting for Ti is the highest, and the formation energies of the O substitution for Ga atoms decrease as the oxygen concentration increases. The two different formation energies of one oxygen interstitial show that the stable site for the oxygen interstitial is at the center of the triangle composed by three Ga atoms. The effects of vacancy,oxygen substitution, and the interstitial on the electronic properties of Ti2GaC are also discussed in light of the density of states and the electron charge density.  相似文献   

13.
The geometric structure, electronic structure, optical properties and the formation energy of Sb-doped ZnO with the wurtzite structure are investigated using the first-principles ultra-soft pseudo-potential approach of plane wave based upon the density functional theory. The calculated results indicate that the volume of ZnO doped with Sb becomes larger, and the doping system yields the lowest formation energy of Sb on the interstitial site and the oxygen site. Furthermore, Sb dopant first occupies the octahedral oxygen sites of the wurtzite structure. It is found that Sb substituting on oxygen site behaves as a deep acceptor and shows the p-type degenerate semiconductor character. After doping, the electron density difference demonstrates the considerable electron charge density redistribution, which induces the effect of Sb-doped ZnO to increase the charge overlap between atoms. The density of states move towards lower energy and the optical band gap is broadened. Our culated results are in agreement with other experimental results and could make more precise monitoring and controlling possible during the growth of ZnO p-type materials.  相似文献   

14.
Energetics and structural properties of carbon and oxygen doped hexagonal boron nitride sheets have been investigated by performing density functional theory calculations. Substitutional doping model has been considered in the neutral charge state. C and O atoms replaced either B or N site in the system as impurities. A systematic study has been performed to see the effect of cell size on the calculated quantities, such as formation energy, relaxation energy, charge and bond length. It has been found that substitution of O atom on the N site in the hexagonal BN sheet is more favorable.  相似文献   

15.
王坤鹏  闫石 《物理学报》2011,60(9):97401-097401
采用第一性原理方法计算了KH2PO4(KDP)晶体中各种荷电态的硫取代磷替位缺陷(SP)的几何驰豫构型及电子结构.讨论了该缺陷形成后电荷密度的重新分布、相应的电子态密度、能带结构等性质.主要结果为:虽然中性态、±1以及+2荷电态的Sp替位缺陷并没有在带隙中形成占据态,但它们削弱了SO4基团与周围原子的结合力,从而形成相对孤立的SO4基团,相对于无缺陷晶体而言,这种局域松散的结 关键词: 光学材料 晶体缺陷 激光损伤 第一性原理计算  相似文献   

16.
《Physics letters. A》2020,384(27):126695
Tin disulfide has attracted much attention on solar cell study due to its excellent optoelectronic properties in addition to just containing low-cost and non-toxic elements. Based on the HSE06-hybrid function calculations combined with Grimme's dispersion-correction method, a half-filled and delocalized intermediate band(IB) is presented in the main band gap of SnS2 after partially Sb substituting on Sn site, which is made of the antibonding states of Sb-s and S-p states. Three-photon absorption can be realized in the doped sample and its corresponding absorption coefficient is enhanced at the visible light region thanks to the isolated and half-filled IB above the original valence band. Furthermore, SbSn always has the lowest formation energy than other Sb-related defects (i.e. SbS and Sbi) based on the defect formation energy calculations. Therefore, Sb-doped SnS2 is suggested as a promising candidate for the absorber of intermediate band solar cell.  相似文献   

17.
莫曼  曾纪术  何浩  张喨  杜龙  方志杰 《物理学报》2019,68(10):106102-106102
研制开发新型的光电材料对促进社会经济发展具有重要的科学意义和实用价值.利用宽禁带CuInO_2铟基材料实现全透明光电材料是目前深入研究的热点.通过基于密度泛函的第一性原理计算方法,本文计算出掺杂元素Mg, Be, Mn在CuInO_2的形成能.计算结果表明,施主类缺陷(如掺杂元素替代Cu原子或进入间隙位置)由于较高的形成能和较深的跃迁能级,很难在CuInO_2材料中出现N型导电;而受主缺陷中,在氧原子化学势极大的情况下, Mg原子替代In能成为CuInO_2理想的受主缺陷.计算结果可为制备性能优异的CuInO_2材料提供指导.  相似文献   

18.
The electronic structure and geometric distribution of neutral and charge states of the point defect sulfur substituting for phosphorus (Sp) in potassium dihydrogen phosphate (KH2PO4) have been investigated using a first-principles method. The energy gap is lowered to about 2.2 eV and 6.5 eV from the Density Function Theory (DFT) value of 7.3 eV by a -2 charge and neutral state, respectively. However, no defect states appear in the energy gap for the +1, -1, and +2 charge states of the Sp defect. The results show that the defects Sp with neutral and -2 charge states might contribute to the transient optical absorption under the high energy laser irradiation.  相似文献   

19.
 对磷酸二氢钾(KDP)晶体中Na取代K点缺陷的几何结构及电子结构进行了第一性研究。计算的形成能约为0.46 eV,因此在KDP晶体中此类缺陷比较容易形成。Na取代K以后没有在带隙中形成缺陷态,但在价带中引入两个占据态。它们分别位于费米面以下49 eV和21.5 eV处,这两个占据态分别由Na原子的s和p轨道形成。相对于K来说,由于它们位于价带深处,具有很低的能量,因此Na在KDP中比K稳定。Na在KDP晶体中与周围氧原子的重叠布居仅为0.09, 故它不与主体原子发生共价作用,仅以静电库仑力影响周围原子,此缺陷周围晶格仅发生微小畸变。  相似文献   

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