同价 Mg 置换对 ZnO 基氧化物电子结构与电性能的影响

• 作者: 余小英 张忻 张飞鹏 房慧 李凡生 路清梅
• 来源期刊: 高压物理学报
• 关键词: ZnO 基氧化物 Mg置换 电子结构 电性能
• 年，卷（期）: 2015,（2）
• 页码范围: 129-135
• 页数: 7页
• 分类号: O521.2|TN377
• 语种: 中文
• DOI: 10.11858/gywlxb.2015.02.007

摘要

采用密度泛函理论平面波超软赝势广义梯度近似方法，系统研究了 Mg 置换的 ZnO基氧化物的晶格结构和电子结构，在此基础上分析了置换氧化物的电学性能。计算分析结果表明：Mg 置换后的 ZnO 基氧化物其晶格减小，仍为直接带隙材料，带宽1．2 eV。Mg 掺杂ZnO 体系主要在－40 eV 能量附近产生新的能带。费米能级附近的能带主要由 Mg p、Zn p、Zn d、O p、Mg s、Zn s、O s 电子形成，且这些能带之间存在着强相互作用。Zn p、Zn d、O p 电子形成的能级上的载流子在外场作用下首先迁移至 Mg s 电子形成的能级，形成电输运过程。置换体系费米能级附近的载流子有效质量、态密度和载流子浓度都大大提高；Mg 置换有利于ZnO 材料体系电导率的提高。