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1.
Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对掺杂Cd导致ZnO禁带宽度下降的机理进行了研究. 通过对掺杂前后电子能带结构,态密度以及分态密度的计算和比较,发现CdxZn1-xO价带顶端(VBM)始终由O-2p占据;而导带顶端(CBM)则由Cd-5s与Zn-4s杂化轨道控制. 随着掺杂浓度的增加,决定带隙宽度的CBM的位置下降,同时VBM的位置上升,从而导致了带隙的变窄,出现了红移现象. 此外,Cd掺杂会使晶胞发生膨胀,这种张应变也是导致Cd 关键词: 密度泛函理论 电子结构 Cd掺杂ZnO  相似文献
2.
Cu掺杂ZnO薄膜的光学性质   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
采用射频反应磁控溅射方法,在Si(100)和石英基片上使用双靶溅射的方法制备了Cu掺杂ZnO 薄膜。利用X射线衍射、透射光谱和光致发光光谱分析了薄膜的晶体结构及光学性质,并与密度泛函理论计算的结果进行了对比。研究结果显示:Cu掺杂ZnO薄膜均具有高的c轴择优取向,无Cu及其氧化物相关相析出,掺杂对晶格参数的影响较小,与理论计算结果一致。Cu掺杂显著改变了ZnO薄膜在近紫外及可见光波段的吸收特性,其光学带隙随着Cu掺杂量的增加有所减小,带隙宽度的变化趋势与理论结果有着很好的一致性。Cu掺杂显著降低了ZnO薄膜的发光效率,具有明显的发光猝灭作用,但并不影响光致发光的发光峰位。说明Cu掺杂导致的吸收特性的改变可能与杂质能级有关,这与能带结构计算发现的Cu-3d电子态位于价带顶附近的禁带中是一致的。  相似文献
3.
Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
唐鑫  吕海峰  马春雨  赵纪军  张庆瑜 《物理学报》2008,57(12):7806-7813
采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对Be掺杂导致ZnO禁带宽度增加的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构、总态密度以及分态密度的计算和比较,发现导带底(CBM)是由Be 2s电子与Zn 4s电子共同控制;而BexZn1-xO价带顶 (VBM)始终由O 2p电子占据.随着掺杂量的增加,决定带隙宽度的CBM的位置上升,同时VBM的位置下降,从而导致了带隙的变宽,出现了蓝移现象.此外,Be掺杂会使晶胞发生压缩,这种压应变也是导致Be 关键词: 密度泛函理论 电子结构 Be掺杂ZnO  相似文献
4.
王永亮  张超  唐鑫  张庆瑜 《物理学报》2006,55(8):4214-4220
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用准静态分子动力学模拟研究了Cu原子在Cu(001)表面吸附所导致的基体晶格畸变以及对其附近的另一个吸附原子自扩散行为的影响.研究结果表明,吸附原子的存在可以导致多达10层的Cu基体晶格产生畸变.两个吸附原子所产生的晶格畸变应力场之间的相互作用,可以导致吸附原子运动活性的增加.通过比较同一路径上往返跳跃扩散势垒的差异发现,在原子间相互作用势的有效距离之外,两个吸附原子的扩散行为可以认为是存在晶格畸变应力场相互作用的两个独立吸附原子的扩散;在原子间相互作用势的有效距离之  相似文献
5.
张超  唐鑫  王永亮  张庆瑜 《物理学报》2005,54(12):5791-5796
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过分子动力学方法研究了过渡族金属Cu,Ag,Au,Ni,Pd,Pt(111)表面的相互替位掺杂对表面稳定性的影响,计算了替位掺杂体系的表面能与表面空位形成能,探讨了影响表面稳定性的因素及其变化规律. 计算表明:替位杂质对表面能变化的影响主要是替位杂质的凝聚能和原子半径,而影响空位形成能变化的原因除凝聚能和原子半径外,合金溶解热具有重要的作用. 此外,通过替位杂质导致的体系表面能变化对合金体系的偏析行为进行了预测,理论预测与实验结果符合很好.  相似文献
6.
唐鑫  张超  张庆瑜 《物理学报》2005,54(12):5797-5803
采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学方法计算了同质外延生长中不同层数的三维Cu(111)表面岛上表面原子扩散激活能,分析了三维表面岛的层数对表面原子交换扩散和跳跃扩散势垒的影响. 研究结果表明,二维Enrilich-Schwoebel(ES)势垒小于三维ES势垒,且三维ES势垒不随表面岛层数的增加而显著变化. 对于侧向表面为(100)的表面岛,表面原子沿〈011〉方向上的扩散行为,随表面岛层数增加而逐渐变化;在表面岛层数达到3层时,扩散路径上的势垒变化趋于稳定,表面原子扩散以下坡扩散为主. 对于侧面取向为(111)的表面岛,当表面岛层数大于3层后,开始呈现上坡扩散的可能.  相似文献
7.
濮春英  李洪婧  唐鑫  张庆瑜 《物理学报》2012,61(4):47104-047104
采用射频磁控溅射技术, 在不同温度下制备了N掺杂Cu2O薄膜.透射光谱分析发现, N掺杂导致Cu2O成为允许的带隙直接跃迁半导体, 并使Cu2O的光学禁带宽度增加.不同温度下沉积的薄膜光学禁带宽度Eg=2.52± 0.03 eV.第一性原理计算表明, N掺杂导致Cu2O的禁带宽度增加了约25%, 主要与价带顶下移和导带底上移有关, 与实验报道基本符合.N的2p电子态分布不同于O原子, 在价带顶附近具有较大的态密度是N掺杂Cu2O变成允许的带隙直接跃迁半导体的根本原因.  相似文献
8.
采用分子动力学方法,对冰晶石-氧化铝熔盐的结构及其电学性质进行了研究.通过对不同氧化铝含量熔盐的计算,证明文章采用的势函数参数,可以获得与实验相近的平均键长以及相同变化规律的密度.证实了Al-F-Al和Al-O-Al桥接络合离子的存在,由于这些络合离子的存在,阻碍了铝离子的自由运动,使得在铝离子电场作用下被带到阳极,降低了电解效率.同时离子淌度的计算显示钠离子是电场作用下导电的主要载流子.  相似文献
9.
Based on density functional theory, first-principles calculation is applied to study the electronic properties of undoped and Ag-doped Zn O-Σ7(12ˉ30) twin grain boundaries(GBs). The calculated result indicates that the twin GBs can facilitate the formation and aggregation of Ag substitution at Zn sites(AgZn) due to the strain release. Meanwhile, some twin GBs can also lower the ionization energy of AgZn. The density of state shows that the O–O bonds in GBs play a key role in the formation of a shallow acceptor energy level. When AgZnbonds with one O atom in the O–O bond, the antibonding state of the O–O bond becomes partially occupied. As a result, a weak spin splitting occurs in the antibonding state, which causes a shallow empty energy level above the valence band maximum. Further, the model can be applied to explain the origin of p-type conductivity in Ag-doped Zn O.  相似文献
10.
吴静静  唐鑫  龙飞  唐壁玉 《物理学报》2017,66(13):137101-137101
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.  相似文献
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