Be掺杂对ZnO电子结构和光学性质的影响

基于密度泛函理论(DFT)第一性原理计算了Zn1-xBexO化合物的电子结构和光学性质.计算结果表明Zn1-xBexO带隙随掺杂浓度的增加而变大.这种现象主要是由于价带顶O2p随掺杂量x的增加几乎保持不变,而Zn4s随掺杂最x的增加向高能端移动.光学介电函数虚部计算结果表明:在2.0,6.76eV位置随掺杂浓度的增加蜂形逐渐消失,是由于Be替代Zn导致Zn3d电子态逐渐减少所致;而9.9eV峰彤逐渐增强,是由于逐渐形成的纤锌矿结构Beo的价带O2p到导带Be2s的跃迁增加所致.     

Sb掺杂ZnO电子结构和光学性质

为了研究ZnO掺Sb后电子结构和光学性质的变化,采用基于密度泛函理论对纯净ZnO和Sb掺杂ZnO两种结构进行第一性原理的计算。计算结果表明：随着Sb的掺入,体系的晶格常数变大,键长增加,体积变大,系统总能增大。能带中价带和导带数目明显变密,费米能级进入导带,体系逐渐呈金属性,带隙明显展宽。在光学性质方面,主吸收峰的左边出现了新的吸收峰,是由导带上的Zn-4s和Sb-5p轨道杂化电子跃迁所致;同时介电函数虚部波峰发生一定程度的升高,实部静态介电常数也明显增大。     

Ag、P掺杂ZnS的电子结构和光学性质的研究

利用密度泛函理论中的第一性原理计算掺杂Ag、P的ZnS材料,对掺杂Ag、P前后ZnS超晶胞的电子结构以及光学性质进行了分析研究。计算结果表明,掺入杂质后,价带顶出现杂质能级,费米能级进入价带,导致电导率增加,P 3p态电子形成的杂质态具有一定的局域化特性,故P在ZnS中的溶解度比较低,ZnS的光学性质在可见光区有比较明显的变化,而在高能区则比较相似。掺杂后,各谱线在低能区均产生了一个新的峰。     

As、Ga掺杂对Mn4Si7电子结构和光学特性的影响

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了四方本征Mn4 Si7、As掺杂及Ga掺杂(同一周期不同主族进行n、p型掺杂)Mn4 Si7模型的电子结构以及光学性质.通过对其能带、态密度及光学性质的分析可以发现,As、Ga掺入后引入了杂质能带,能带曲线向低能级方向移动,导致禁带宽度减小,杂质的引入使得其介电常数、吸收率...     

ZnS:Er电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用第一性原理平面波赝势方法,分析了ZnS及掺杂Er3+之后的电子结构,进而预测了其光学性质。结果表明,掺杂之后体系的带隙变窄,同时价带与导带之间形成一个新的中间带。随着掺杂Er3+浓度的增加,体系的绝缘性呈下降趋势,吸收光谱则发生红移现象。这一结论与前人报道的实验结果相符。     

C掺杂ZnO电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了C掺杂纤锌矿ZnO的电子结构。结果表明,C代Zn位属于n型掺杂,且可使系统由直接带隙半导体变为间接带隙半导体;C代O位可产生受主能级,使系统实现p型转变;两种情况共存时,C代Zn位对C代O位有补偿作用,对系统的p型转变不利。     

锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用第一性原理平面波超软赝势方法计算了锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质,并从理论上分析了它们之间的关系.利用精确计算的能带结构和态密度分析了电子带间跃迁占主导地位的锐钛矿相TiO2的介电函数、复折射率、反射率和吸收系数,理论计算得到的结果与实验测量结果基本一致.结果表明锐钛矿相TiO2在E//c和E上c两个极化方向上具有明显的光学各向异性,为锐钛矿相TiO2的应用提供了理论依据.     

锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用第一性原理平面波超软赝势方法计算了锐钛矿相TiO2的电子结构和光学性质,并从理论上分析了它们之间的关系.利用精确计算的能带结构和态密度分析了电子带间跃迁占主导地位的锐钛矿相TiO2的介电函数、复折射率、反射率和吸收系数,理论计算得到的结果与实验测量结果基本一致.结果表明锐钛矿相TiO2在E//c和E上c两个极化方向上具有明显的光学各向异性,为锐钛矿相TiO2的应用提供了理论依据.     

HfxTi1-xO2电子结构与光学性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,研究了金红石结构TiO2以及不同比例Hf替代Ti原子后形成的化合物HfxTi1-xO2的几何结构、电子结构和光学性质.计算结果表明,化合物HfxTi1-xO2都是具有间接带隙的半导体,Hf的替代使TiO2的禁带宽度有不同程度的增加,静态光学介电常数减小,但均高于SiO2,因此能够满足微电子行业对于高k材料的要求.     

基于第一性原理的Ga-Eu共掺ZnO光电性质的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,分析了Ga-Eu共掺杂ZnO(GEZO)结构的能带结构、态密度、马利肯布居分布以及光学性质。结果表明,计算得到的晶格常数及带隙与实验值一致。Ga,Eu的掺入贡献了导电载流子,使体系的电导率增强。费米能级进入导带,呈现n型导电。从态密度中可知费米能级处出现了由Eu的4f态引入的杂质带,Ga也在导带底处贡献了4p和4s态。原子和键的平均马利肯布居分布表明,Ga,Eu原子的掺入增强了键的离子性。光学性质方面,Ga,Eu的掺入使得介电函数实部和虚部的峰位向低能区转移,吸收率和反射率在可见光区均有提高。     

S掺杂纤锌矿ZnO的光催化性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硫(S)掺杂纤锌矿氧化锌(ZnO)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明:掺杂后晶格畸变,晶格常数随着掺杂量的增加而增大;S原子掺杂减小了能带间隙,提高了电子跃迁的概率;进一步的光学性质计算发现,S掺杂后吸收谱出现红移,且吸收谱峰值随掺杂量的增加而增大,提高了可见光和紫外光区域的光吸收。     

LiH电子结构与光学性质的密度泛函计算

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法计算了LiH晶体的电子结构和光学性质,给出了电子态密度、介电函数、吸收系数、复数折射率等计算结果,并对计算结果进行了分析.介电函数的虚部、吸收光谱、折射率等的峰值位置存在一一对应关系,这表明它们之间存在着内在的联系,与电子从价带到导带的跃迁吸收有关.

Abstract：

Electronic structure and optical properties of LiH crystal were investigated by using plane-wave ultra-soft pseudopotential method based on density functional theory. Electronic state density, dielectric function, absorption coefficient, and the complex reflectivity index of LiH crystal were calculated and analyzed. The peaks of the imaginary part of dielectric function, absorption spectra and complex reflectivity index of LiH crystal are corresponding with each other. Such results are related to the transition absorption of electrons from valence band to conduction band.     

外电场作用下InP电子结构与光学性质的计算

磷化铟(InP)已成为光电器件和微电子器件不可或缺的重要半导体材料。采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法,计算了不同外电场作用下InP超胞的电子结构和光学性质。计算结果表明:未加电场时InP的能隙值为0.876eV,随着z轴方向的外电场增大,该值逐渐减小,当电场强度达到1.0×10⁸V/cm时,InP的禁带宽度几乎为0。InP导带区域的总态密度随着外电场增大逐渐向费米面偏移,态密度跨度变小,而价带与导带的情况恰恰相反。外电场对介电函数虚部的影响主要体现在低能量区域(0~7eV),而在较高能量区域内可忽略不计。外电场对InP吸收系数的影响主要集中在近红外波段。     

Ag掺杂ZnO的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag掺杂ZnO的几何结构、杂质形成能和电子结构进行了比较系统的研究.研究表明,掺Ag导致晶格膨胀;在ZnO晶格中,杂质Ag最可能以替代Zn位出现,此时将形成一个深受主能级.文中的计算结果与其他研究者的实验结果相吻合.     

Ag掺杂ZnO的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag掺杂ZnO的几何结构、杂质形成能和电子结构进行了比较系统的研究.研究表明,掺Ag导致晶格膨胀;在ZnO晶格中,杂质Ag最可能以替代Zn位出现,此时将形成一个深受主能级.文中的计算结果与其他研究者的实验结果相吻合.