Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究?

• 作者: 侯清玉 曲灵丰 许镇潮 赵春旺
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Ti掺杂ZnO 吸收光谱分布 电导率 第一性原理
• 年，卷（期）: 2016,（15）
• 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: 157201-1-157201-9
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.157201

摘要

在掺杂量为1.04 at%—1.39 at%的范围内， Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道，但是，迄今为止，对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议，本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方法，用第一性原理构建了两种不同掺杂量Zn0.9792Ti0.0208O和Zn0.9722Ti0.0278O超胞模型.所有模型在几何结构优化的基础上，对能带结构分布、态密度分布和吸收光谱分布进行了计算.计算结果表明：在本文限定的掺杂量范围内， Ti掺杂量越增加，掺杂体系体积越增加，体系总能量越升高，体系稳定性越下降，形成能越升高，掺杂越难，掺杂体系布居值减小， Ti—O键长变长，共价键减弱，离子键增强，所有掺杂体系均转化为n型化简并半导体；掺杂体系带隙越变宽，吸收光谱蓝移越显著，电子有效质量越增加，电子浓度越增加，电子迁移率越减小，电子电导率越减小，掺杂体系导电性能越差.计算结果与实验结果相符合.对存在的问题进行了合理的理论解释.对Ti掺杂ZnO光电功能材料的设计和制备有一定的理论指导作用.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	侯清玉	内蒙古工业大学理学院物理系	43	191	7.0	9.0
3	赵春旺	内蒙古工业大学理学院物理系	58	247	9.0	12.0
5	曲灵丰	内蒙古工业大学理学院物理系	3	14	3.0	3.0
8	许镇潮	内蒙古工业大学理学院物理系	4	14	2.0	3.0