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共有20条相似文献,以下是第1-20项 搜索用时 390 毫秒

1.  Ag-N共掺p型ZnO的第一性原理研究  
   李万俊  方亮  秦国平  阮海波  孔春阳  郑继  卞萍  徐庆  吴芳《物理学报》,2013年第62卷第16期
   采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag-N共掺杂ZnO体 系以及间隙N和间隙H掺杂p型ZnO: (Ag, N)体系的缺陷形成能和离化能进行了研究. 结果表明, 在AgZn和NO所形成的众多受主复合体中, AgZn-NO受主对不仅具有较低的缺陷形成能同时其离化能也相对较小, 因此, AgZn-NO受主对的形成是Ag-N共掺ZnO体系实现p型导电的主要原因. 研究发现, 当ZnO: (Ag, N)体系有额外间隙N原子存在时, AgZn-NO受主对容易与Ni形成AgZn-(N2)m O施主型缺陷, 该施主缺陷的形成降低了Ag-N共掺ZnO的掺杂效率因而不利于p型导电. 当间隙H引入到ZnO: (Ag, N)体系时, Hi易与AgZn-NO受主对形成 受主-施主-受主复合结构(AgZn-Hi-NO), 此复合体的形成不仅提高了AgZn-NO受主对在ZnO中的固溶度, 同时还能使其受主能级变得更浅而有利于p型导电. 因此, H辅助Ag-N共掺ZnO可能是一种有效的p型掺杂手段. 关键词: p型ZnO 缺陷形成能 受主离化能 第一性原理    

2.  RF溅射钕掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性  被引次数:3
   文军  陈长乐《发光学报》,2008年第29卷第5期
   通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜。应用XRD分析了ZnO:Nd薄膜的晶格结构,通过AFM观察了ZnO:Nd薄膜的表面形貌。结果表明,Nd掺入了ZnO晶格中,由于Nd原子半径大于Zn原子半径,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格中。ZnO:Nd薄膜为纳米多晶薄膜,表面形貌粗糙。ZnO:Nd薄膜的室温光致发光谱表明,相同条件下制备的未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜都出现了395nm的强紫光带和495nm的弱绿光带。我们认为,紫光发射峰窄而锐且强度远大于绿光峰,源于薄膜中激子复合;绿光峰强度较弱,源于薄膜中的氧空位(VO)及氧反位锌缺陷(OZn)。Nd掺杂没有影响ZnO:Nd薄膜的PL谱的发射峰的峰位。由于Nd3 离子电荷数与Zn2 离子电荷数不相等,为了保持ZnO薄膜的电中性,间隙锌(VZn)可以作为Nd替位补偿性的受主杂质而存在,影响ZnO薄膜的激子浓度。同时,Nd掺入使ZnO的晶格畸变缺陷浓度改变增强,因而发射峰的强度随Nd掺杂浓度不同而变化。    

3.  Al掺杂对HfO2俘获层可靠性影响第一性原理研究  
   蒋先伟  代广珍  鲁世斌  汪家余  代月花  陈军宁《物理学报》,2015年第64卷第9期
   采用基于MS(Materials Studio)软件和密度泛函理论的第一性原理方法, 研究了HfO2 俘获层的电荷俘获式存储器(Charge Trapping Memory, CTM)中电荷的保持特性以及耐擦写性. 在对单斜晶HfO2中四配位氧空位(VO4) 缺陷和VO4 与Al替位Hf掺杂的共存缺陷体(Al+VO4)两种超晶胞模型进行优化之后, 分别计算了其相互作用能、形成能、Bader电荷、态密度以及缺陷俘获能. 相互作用能和形成能的计算结果表明共存缺陷体中当两种缺陷之间的距离为2.216 Å时, 结构最稳定、缺陷最容易形成; 俘获能计算结果表明, 共存缺陷体为双性俘获, 且与VO4缺陷相比, 俘获能显著增大; Bader电荷分析表明共存缺陷体更有利于电荷保持; 态密度的结果说明共存缺陷体对空穴的局域能影响较强; 计算两种模型擦写电子前后的能量变化表明共存缺陷体的耐擦写性明显得到了改善. 因此在HfO2俘获层中可以通过加入Al杂质来改善存储器的保持特性和耐擦写性. 本文的研究可为改善CTM数据保持特性和耐擦写性提供一定的理论指导.    

4.  GGA+U方法研究ZnO孪晶界对VZn-NO-H复合体对p型导电性的影响  
   吴静静  唐鑫  龙飞  唐壁玉《物理学报》,2017年第66卷第13期
   采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波赝势方法,探究四种ZnO-∑7(1230)孪晶界中VZn-NO-H复合体的电子结构和p型导电机理.计算结果表明,在ZnO-∑7(1230)孪晶界中,N掺杂后会与锌空位(VZn)、氢填隙(Hi)等点缺陷结合,进而形成VZn-NO-H复合体,并出现在孪晶中的晶格应变集中区.此外,四种孪晶界中孪晶GB7a有利于VZn-NO-H离化能降低,从而使其表现出浅受主特征.分析显示特殊的孪晶结构导致了氮替位(NO)与近邻的O原子间距离缩短,阴离子之间发生相互作用,导致禁带中的空带能级下降,降低了电子跃迁所需能量.这一结果也说明GB7a孪晶界中的VZn-NO-H可能成为N掺杂ZnO材料的p型导电的来源之一.    

5.  氦、氘对纯铁辐照缺陷的影响  被引次数:1
   姜少宁  万发荣  龙毅  刘传歆  詹倩  大貫惣明《物理学报》,2013年第62卷第16期
   在核聚变堆的辐照环境中, 核嬗变产物氢、氦对结构材料的抗辐照性能将产生很大的影响. 本实验采用离子注入和电子辐照模拟研究了氦和氘对具有体心立方结构的纯铁的影响. 采用离子加速器在室温分别对纯铁注入氦离子和氘离子, 经500℃时效1 h后在高压电镜下进行电子辐照.结果表明: 室温注氦和室温注氘的纯铁在500℃时效后分别形成间隙型位错环和空位型位错环. 在电子辐照下, 间隙型位错环吸收间隙原子而不断长大, 而空位型位错环吸收间隙原子不断缩小. 通过计算位错环的变化速率发现, 空位型位错环比间隙型位错环吸收了更多的间隙原子, 即室温注氘纯铁的位错偏压比室温注氦纯铁的偏压参量大, 这意味着相同实验条件下空位型位错环对辐照肿胀的贡献大于间隙型位错环对辐照肿胀的贡献. 利用氦-空位复合体和氘-空位复合体的结构, 分析了注氦和注氘后在纯铁中形成不同类型位错环的原因. 关键词: 氦 氘 辐照损伤 位错环    

6.  碘化铟晶体本征缺陷的第一性原理研究  
   张伟  徐朝鹏  王海燕  陈飞鸿  何畅《物理学报》,2013年第62卷第24期
   采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对正交碘化铟(InI)晶体可能存在的6种本征点缺陷(碘空位、铟空位、碘占铟位、铟占碘位、碘间隙、铟间隙)结构进行优化. 通过缺陷形成能的计算,得出各缺陷在生长过程中形成的难易程度;通过态密度的计算,分析出各种缺陷能级位置及其对载流子传输的影响. 结果表明:最主要的低能缺陷铟间隙会引入复合中心和深空穴陷阱,前者降低少数载流子的寿命,后者俘获价带的空穴而降低空穴的迁移率-寿命积. 计算结果为实验中提高InI 晶体载流子的迁移率-寿命积提供理论指导,对获得性能优异的InI核辐射探测材料有重要帮助. 关键词: 碘化铟 形成能 缺陷能级 深空穴陷阱    

7.  本征缺陷对Ag掺杂ZnO的影响  
   万齐欣  熊志华  李冬梅  刘国栋  甘丽新《人工晶体学报》,2009年第38卷第5期
   采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag掺杂ZnO体系中Ag缺陷和本征缺陷复合体的几何结构、形成能和电子结构进行了比较研究。研究表明,Ag代替Zn位(AgZn)可以在ZnO中形成受主能级。同时,研究发现,Zni-AgZn和Oi-AgZn的形成能较小,存在的可能性较大。其中,Zni-AgZn呈现明显的n型导电特性,而Oi-AgZn具有p型导电的趋势。因此Oi-AgZn有利于p型ZnO的形成。    

8.  α-Fe氦缺陷及弹性模量的第一性原理研究  
   汤新政  彭蕾《原子与分子物理学报》,2017年第34卷第6期
   基于密度泛函理论, 针对聚变堆结构钢中子辐照后氦效应进行第一性原理模拟研究. 通过计算α-Fe中He缺陷形成能, 来分析不同类型He缺陷相对稳定性及磁性的影响, 并针对相对稳定的替位He缺陷, 计算氦缺陷对α-Fe弹性模量的影响. 结果表明: 磁性对替位氦缺陷影响较小, 结合态密度数据可知, 替位氦可能引起晶格常数增大和体模量降低, 且氦相对浓度减小可能会引起对弹性模量降低影响的弱化.    

9.  α-Fe氦缺陷及弹性模量的第一性原理研究  
   汤新政  彭蕾  时靖谊  白永安《原子与分子物理学报》,2016年第33卷第5期
   基于密度泛函理论, 针对聚变堆结构钢中子辐照后氦效应进行第一性原理模拟研究. 通过计算α-Fe中He缺陷形成能, 来分析不同类型He缺陷相对稳定性及磁性的影响, 并针对相对稳定的替位He缺陷, 计算氦缺陷对α-Fe弹性模量的影响. 结果表明: 磁性对替位氦缺陷影响较小, 结合态密度数据可知, 替位氦可能引起晶格常数增大和体模量降低, 且氦相对浓度减小可能会引起对弹性模量降低影响的弱化.    

10.  Zn吸附到含有氧空位(VO)以及羟基(-OH)的锐钛矿相TiO2(101)表面电子结构的第一性原理计算  
   马丽莎  张前程  程琳《物理学报》,2013年第62卷第18期
   基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法, 计算了Zn吸附到TiO2(101)清洁表面、含有氧空位(VO)的缺陷表面以及既含有氧空位(VO)又含有羟基(-OH)表面的能量、Mulliken重叠布居数以及电子结构, 并找到了Zn在每种表面的最稳定结构(分别为模型(c), 模型(aI)以及模型(aII)). 通过对三种表面稳定结构的分析、对比发现: 首先, Zn原子吸附到清洁TiO2(101)表面上, 主要与表面氧相互作用, 形成Zn–O共价键; 其次, 当Zn原子吸附到缺陷表面时, 吸附能减小到-1.75 eV, 说明Zn更容易吸附到氧空位上(模型(aI)); 最后, 纵观表面模型的能带结构以及态密度图发现, -OH的引入并没有引进新的杂质能级, Zn吸附此表面, 即Zn-TiO2-VO-OH, 使得禁带宽度缩短到最小(1.85 eV), 从而有望提高TiO2的光催化活性. 关键词: 密度泛函理论 氧空位 羟基 Zn原子    

11.  N掺杂LaAlO_3电子结构的第一性原理研究  
   李强  谭兴毅《人工晶体学报》,2019年第1期
   采用第一性原理计算N掺杂LaAlO_3的稳定性、电子结构和磁学性质。计算结果表明:N掺杂LaAlO_3的结构稳定;而且从生成焓数值看,替位掺杂比间隙掺杂结构更稳定。形成能计算结果表明,还原环境比氧化环境更适合N掺杂,并且在还原环境下,NH3作为N源生成替位掺杂的LaAlO_3-xNx的形成能最小,即最容易形成替位掺杂。N替代LaAlO_3中的O原子和位于LaAlO_3晶胞间隙均产生铁磁性,其磁性均源于掺杂N-2p电子与体系价带顶O-2p电子间的p-p耦合作用。    

12.  内在缺陷与Cu掺杂共存对ZnO电磁光学性质影响的第一性原理研究  
   张梅玲  陈玉红  张材荣  李公平《物理学报》,2019年第68卷第8期
   采用基于自旋密度泛函理论的平面波超软赝势方法,研究了Cu掺杂ZnO (简称Cu_(Zn))与内在缺陷共存对ZnO电磁光性质的影响.结果表明,Cu是以替位受主的形式掺入的;制备条件对Cu_(Zn)及内在缺陷的形成起至关重要的作用,富氧条件下Cu掺杂有利于内在缺陷的形成,且Cu_(Zn)-O_i最易形成;相反在缺氧条件下,Cu掺杂不利于内在缺陷的形成.替位Cu的3d电子在价带顶形成未占据受主能级,产生p导电类型.与Cu_(Zn)体系相比,Cu_(Zn)-V_O体系中载流子浓度降低,导电性变差;Cu_(Zn)-V_(Zn)体系中载流子浓度几乎不变,对导电性没影响;Cu_(Zn)-O_i体系中载流子浓度升高,导电性增强.纯ZnO体系无磁性;而Cu掺杂ZnO体系,与Cu原子相连的O原子,电负性越小,键长越短,对磁矩贡献越大;Cu_(Zn)与Cu_(Zn)-O_i体系中的磁矩主要是Cu的3d电子与Z轴上O的2p电子耦合产生的;Cu_(Zn)中存在空位缺陷(V_O,V_(Zn))时,磁矩主要是Cu 3d电子与XY平面内O的2p电子强烈耦合所致;Cu_(Zn)中存在V_(Zn)时,磁性还包含V_(Zn)周围0(5, 6)号原子2p轨道自旋极化的贡献;所有体系中Zn原子自旋对称,不产生磁性.Cu_(Zn)-V_(Zn)和Cu_(Zn)-O_i缺陷能态中,深能级中产生的诱导态是0-0 2s电子相互作用产生的.Cu_(Zn)模型的光学带隙减小,导致吸收边红移;Cu_(Zn)-V_(Zn)模型中吸收和反射都增强,使得透射率降低.    

13.  六方AlN本征缺陷的第一性原理研究  
   耶红刚  陈光德  竹有章  张俊武《物理学报》,2007年第56卷第9期
   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    

14.  First-principle Study on the Doping Mechanism of ZnO: Sb  
   SONG Yang    LIANG Shu-hua《人工晶体学报》,2012年第41卷第2期
   为了研究ZnO:Sb的掺杂机理,本文运用第一性原理密度泛函理论计算了理想纤锌矿ZnO和SbO 、SbZn 、SbZn-2VZn三种Sb掺杂ZnO晶体模型的几何结构、能带结构和电子态密度.计算结果表明:sb的掺人使得晶格发生不同程度的膨胀,其中以SbZn-2VZn复合缺陷模型的膨胀最小,键长最短,说明此结构的化学稳定性最高.通过能带和态密度的分析可知,ShO和SbZn模型存在不合理性,而SbZn-2VZn复合缺陷中的VZn可以使价带产生非局域化空穴载流子.定量计算进一步确认了SbZn-2VZn构型的可填充电子数最多,合理解释了晶体导电性的提高.形成能计算表明,在富氧条件下SbZn-2VZn的形成能最低,说明在富氧条件下掺杂Sb更有利于实现ZnO的p型化.    

15.  ZnO:Sb掺杂机理的第一性原理研究  
   宋杨  梁淑华《人工晶体学报》,2012年第2期
   为了研究ZnO∶Sb的掺杂机理,本文运用第一性原理密度泛函理论计算了理想纤锌矿ZnO和SbO、SbZn、SbZn-2VZn三种Sb掺杂ZnO晶体模型的几何结构、能带结构和电子态密度。计算结果表明:Sb的掺入使得晶格发生不同程度的膨胀,其中以SbZn-2VZn复合缺陷模型的膨胀最小,键长最短,说明此结构的化学稳定性最高。通过能带和态密度的分析可知,SbO和SbZn模型存在不合理性,而SbZn-2VZn复合缺陷中的VZn可以使价带产生非局域化空穴载流子。定量计算进一步确认了SbZn-2VZn构型的可填充电子数最多,合理解释了晶体导电性的提高。形成能计算表明,在富氧条件下SbZn-2VZn的形成能最低,说明在富氧条件下掺杂Sb更有利于实现ZnO的p型化。    

16.  Co掺杂的ZnO室温铁磁半导体材料制备与磁性和光学特性研究  被引次数:2
   程兴旺  李祥  高院玲  于宙  龙雪  刘颖《物理学报》,2009年第58卷第3期
   采用溶胶-凝胶法制备出具有室温铁磁性的Co掺杂的ZnO稀磁半导体材料. 通过对样品的结构、磁性和发光特性的研究发现,样品具有室温铁磁性,并发现其铁磁性源于磁性离子对ZnO中Zn离子的取代. 对不同温度制备的样品的磁性以及其发光特性的变化研究发现,样品的铁磁性与样品中锌间隙位(Zni)缺陷的密度有关. 关键词: ZnO 稀磁半导体 铁磁性    

17.  B掺杂ZnO透明导电薄膜的实验及理论研究  
   王延峰  张晓丹  黄茜  杨富  孟旭东  宋庆功  赵颖《物理学报》,2013年第62卷第24期
   采用脉冲直流磁控溅射技术与基于密度泛函理论的平面波赝势方法对B掺杂ZnO (BZO)薄膜进行了研究. 以B2O3:ZnO陶瓷靶为溅射靶材,制备了低电阻率、可见和近红外光区高透过率的BZO薄膜. 系统地研究了衬底温度对BZO薄膜的结构、光电特性的影响. 结果表明:适当的增加衬底温度可以促进BZO薄膜结晶质量改善,晶粒尺寸增加,迁移率增大,电阻率降低. 在200 ℃时制备了电阻率为7.03×10-4 Ω·cm,400–1100 nm平均透过率为89%的BZO薄膜. 理论模拟结果表明:在BZO薄膜中,以替位方式掺入的B (BZn)的形成能最低,B主要以替位形式掺入ZnO,其次分别为八面体间隙(BIO)和四面体间隙(BIT)的掺杂方式. B 掺入后,费米能级穿过导带,材料表现出n型半导体特性,光学带隙展宽,导电电子主要来源于B 2p,O 2p及Zn 4s电子轨道. 关键词: BZO薄膜 第一性原理计算 磁控溅射 太阳电池    

18.  第一性原理和热力学计算预测a-Al2O3中缺陷的稳定性  
   常秋香  刘廷禹  马昌敏《中国科学:化学》,2016年第4期
   基于第一性原理中的密度泛函理论(DFT)和热力学计算方法,利用VASP软件包和GULP程序,计算了a-Al2O3晶体的能带结构,并考虑振动熵对晶体中本征点缺陷的形成能的贡献,预测了不同温度和氧分压条件下a-Al2O3晶体中点缺陷的稳定性.缺陷热力学跃迁能级的计算表明,Ali是浅施主能级,VAl(除2-/3-之外)都是浅受主能级,这些浅热力学跃迁能级在价态的转换上比较容易.通过分析振动熵随温度变化情况,考虑振动熵对缺陷形成能的贡献是必要的,它使铝填隙和氧填隙的缺陷形成能增大,氧空位和铝空位的缺陷形成能减小(尤其在高温条件下).本文讨论了以费米(Fermi)能级、温度和氧分压为函数变化的最稳定点缺陷三维分布图,以便更清晰、直观地掌握晶体中稳定点缺陷随Fermi能级、温度和氧分压变化的分布关系.    

19.  锂掺杂氧化锌复合缺陷电子结构的杂化密度泛函研究  
   孙旭  顾有松  王学强  张跃《化学物理学报》,2012年第25卷第3期
   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.    

20.  类石墨碳修饰提高ZnO纳米棒阵列光催化活性和光稳定性的研究  
   张学伟  张学亮  王鑫  刘乐全  叶金花  王德法《催化学报》,2018年第39卷第5期
   半导体光催化是一种理想的太阳能化学转化绿色技术,可以实现水分解制氢和CO2光还原制备碳氢化合物燃料.氧化锌 (ZnO) 作为一种直接带隙半导体材料,一方面具有性能优异、价格低廉、易制备等优点; 另一方面因光腐蚀而不稳定,大大限制了该材料的实际应用.本文提出了一种简单易行的类石墨碳修饰方法,可以有效提高 ZnO 用于CO2光还原的光催化活性和稳定性.首先采用水热法在金属锌片基底上生长 ZnO 纳米棒阵列 (ZnO-NRA),然后通过葡萄糖水热法进行不同含量的类石墨碳 (C-x) 修饰,形成 ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构,同步实现碳包覆和碳掺杂.X 射线衍射结果表明,ZnO 纳米棒及ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构都具有良好的纤锌矿型 (Wurtzite) 结构; 而拉曼散射则清楚地证实了类石墨碳的存在.扫描电子显微观察显示,生长的 ZnO 纳米棒长度大约 2-5 μm,直径为 400-700 nm,沿方向[0001]生长,端部由六个规则的 (103)晶面组成,进一步直观佐证了 ZnO 的典型纤锌矿型结构特征.透射电子显微分析结果表明,ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构中类石墨碳包覆层厚度大约为 8 nm.ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构的 X 射线光电子谱分析结果验证了 C-C,C-O 和 C=O键的存在与碳的包覆层相对应; 而 C-O-Zn键的出现则是由于碳在 ZnO 中掺杂所引起.从紫外-可见吸收谱上可观察到ZnO 的典型吸收带边位置约为 385 nm,而碳的包覆和掺杂导致 ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构的吸收带边发生红移,并且吸收背底明显提高.电化学阻抗谱测试结果清楚地显示,ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构比单纯 ZnO-NRA 的电化学阻抗明显降低,说明类石墨碳包覆层大幅度提高了电导性能,从而有利于光生载流子的分离和传输.荧光分析结果也表明,与单纯的 ZnO-NRA 相比,ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构的荧光强度大幅度下降,进一步证实了 ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构比单纯的 ZnO-NRA更有利于光生载流子的分离和传输.光电化学测试结果表明,ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构的瞬态光电流 4 倍于单纯的ZnO-NRA,而 CO2 光还原性能测试也得到一致的结果.长时间多循环 CO2 光还原实验证实,ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构具有稳定的光催化活性和极好的光稳定性.综上,我们利用一种简单易行的水热法进行类石墨碳修饰,成功开发了 ZnO-NRA/C-x 纳米复合结构,该结构因其优异的光生电子和空穴的分离和迁移性能,从而具有显著提升的CO2光还原活性和光稳定性.本工作证明,类石墨碳修饰是一种可以广泛借鉴的有效提升半导体材料光催化活性和光稳定性的可行方法.    

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