ZnO(110)单层膜对O的自吸附及其电子结构的研究

基于密度泛函理论方法研究分析了一种Zn顶位吸附O的ZnO(110)-O二维膜材料的结构、结合性质、磁性质、电子结构和光吸收性质。结果表明,ZnO(110)二维膜经过O吸附之后,Zn-O键长分别增大到0.1992nm和0.1973nm,Zn-O链之间的距离减小到0.5628nm,O-Zn-O键角度为108.044°,ZnO(110)膜Zn顶位对O原子的吸附为倾斜的吸附。经过Zn顶位O的吸附,ZnO(110)二维膜内原子间离子性结合性增强,吸附的O与Zn也形成偏离子性结合键,Zn顶位吸附O原子之后能量有所降低,吸附体系为反铁磁性材料。O吸附的ZnO(110)-O二维膜为间接带隙型材料,带隙宽度为0.565eV。材料中的p电子对费米能处态密度贡献较多。ZnO(110)-O二维膜最高吸收峰位于156nm,吸收率为67181光吸收单位,其在445nm以上具有宽的强吸收带。