掺Cd氧化锌的电子结构及相结构稳定性的第一性原理研究

• 作者: 吕海峰 唐鑫 张庆瑜 濮春英
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 密度泛函理论 ZnCdO合金 电子结构 形成焓
• 年，卷（期）: 2011,（3）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 546-554
• 分类号: O481
• 语种: 中文

摘要

采用基于密度泛函理论结合投影缀加平面波方法的VASP软件包,在考虑所有掺杂原子构型的前提下,对Cd掺杂ZnO合金的晶格常数、禁带宽度、电子态密度和形成焓进行了计算,分析了Cd含量和掺杂原子构型对纤锌矿wz-Zn1-xCdxO合金的电子结构和结构稳定性的影响.计算结果表明:随着Cd含量的不断增加,纤锌矿ZnCdO合金的平均晶格常数a,c均线性增加,但c/a的比值不会发生显著的变化;纤锌矿ZnCdO合金的能带宽度随着Cd含量增加而减小,满足Eg(x)=3.28-5.04x+4.60x2,与实验结果相符合.但是,不同掺杂原子构型的禁带宽度之间存在比较明显的差异,是ZnCdO合金PL光谱宽化的重要因素之一;Cd掺杂导致纤锌矿ZnCdO合金的导带电子态密度分布整体向低能方向移动,引起带隙宽度变小;Cd的5s电子态是能带窄化的主要贡献;纤锌矿、闪锌矿和熔岩矿三种相结构的ZnCdO合金形成焓对比分析发现:当CdO掺杂比例在0.25-0.75的范围内时,纤锌矿和闪锌矿ZnCdO存在共生的可能;当CdO掺杂比例达到0.75时,ZnCdO合金开始发生从纤锌矿结构到熔岩矿的结构相变.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张庆瑜	大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室	92	897	16.0	25.0
2	吕海峰	中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心	6	92	4.0	6.0
3	濮春英	大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室	3	17	2.0	3.0
4	唐鑫	广西桂林理工大学材料科学与工程学院	2	17	2.0	2.0