| La掺杂量对ZnO光电性能影响的第一性原理研究 |
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| 引用本文： | 李聪,张冰,郑友进,孙霄霄.La掺杂量对ZnO光电性能影响的第一性原理研究[J].人工晶体学报,2016,45(8):2118-2124. |
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| 作者姓名： | 李聪 张冰 郑友进 孙霄霄 |
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| 作者单位： | 牡丹江师范学院物理系,黑龙江省新型碳基功能与超硬材料重点实验室,牡丹江157011 |
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| 基金项目： | 黑龙江省自然科学基金(E201341)，黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12543080) |
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| 摘 要： | 采用密度泛函理论下的平面波超软赝势方法和杂化泛函理论下的模守恒赝势方法,分别计算了未掺杂ZnO和两种La掺杂浓度的ZnO模型,其中对较高La掺杂浓度的计算还设置了两种不同的掺杂位置.结构优化后,首先通过计算形成能、系统总能量和电荷布居值,对掺杂后体系的稳定性进行了分析;而后结合自旋基态能量与自旋电子态密度对掺杂体系的磁性状态进行了说明;最后通过计算得到的电子结构及吸收光谱讨论了La掺杂量对ZnO光电性能的影响.结果表明:随La掺杂量增加,ZnO体系稳定性有所降低;La掺杂ZnO无磁性,电子结构不会受到自旋能级分裂的影响;与纯ZnO相比,La掺杂ZnO的禁带宽度增大,吸收光谱蓝移,然而通过控制La浓度与掺杂方式可以有效增强La-5d与Zn-4s电子态的交换关联作用而减小ZnO的最小光学带隙,提高ZnO对可见光的吸收系数,使光生空穴-电子对有效分离的影响.
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| 关 键 词： | 光学性质 第一性原理 La掺杂ZnO 电子结构 |
First-principles Study on the Effect of La Doping Concertration on the Photoelectric Properties of ZnO |
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| LI Cong,ZHANG Bing,ZHENG You-jin,SUN Xiao-xiao.First-principles Study on the Effect of La Doping Concertration on the Photoelectric Properties of ZnO[J].Journal of Synthetic Crystals,2016,45(8):2118-2124. |
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| Authors: | LI Cong ZHANG Bing ZHENG You-jin SUN Xiao-xiao |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | optical property first-principle La doped ZnO electronic structure |
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