Ca掺杂ZnO氧化物的电子结构与电性能研究

• 作者: 张久兴 张光磊 张忻 张飞鹏 曾宏 秦国强
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 工学
• 关键词: ZnO Ca掺杂 电子结构 电性能
• 年，卷（期）: 2014,（8）
• 页码范围: 2016-2021
• 页数: 6页
• 分类号: O481|TN377
• 字数: 4191字
• 语种: 中文

摘要

基于密度泛函理论广义梯度近似第一性原理计算的方法,系统研究了Ca掺杂ZnO氧化物的晶格结构和电子结构,在此基础上分析了其电学性能.结果表明,Ca掺杂ZnO晶胞减小.Ca掺杂氧化物仍为直接带隙半导体材料,带宽达1.5 eV.掺杂体系费米能级附近的能带主要由Cas态、Cap态、Znp态和Op态电子构成,其中p态电子对价带态贡献最大,且Cas态、Znp态和Op态电子之间存在着更强的相互作用.Ca掺杂ZnO氧化物费米能级EF附近载流子浓度增加,运动速度减小,有效质量增加,导电机构为Cas态、Znp态和Op态电子在价带与导带的跃迁,具有更高的电导率,较高的Seebeck系数和综合电性能.