Zn空位对Al-P共掺杂ZnO电子结构影响的第一性原理计算

• 作者: 戴剑锋 李磊磊 李维学 王青
• 来源期刊: 计算物理
• 学科: 物理学
• 关键词: Al-P共掺杂 第一性原理 Zn空位 电子结构
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 页码范围: 713-721
• 页数: 9页
• 分类号: O474
• 字数: 4274字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2017.06.011

摘要

采用第一性原理平面波赝势法计算ZnO(Al,P)体系的晶格参数和电子结构,重点分析Zn空位对体系晶体结构、形成能、态密度的影响.计算结果表明:Al和P共掺杂过程中,AlZn-PZn有更低的形成能,能带分析呈现n型.并随着Zn空位浓度的增大使得掺杂后的晶胞体积减小,晶格常数c先增大后减小.存在Zn空位的掺杂体系形成能比AlZn-PO掺杂体系低,体系较稳定.能带分析呈现p型趋势.Al和P以1:2的比例掺杂时,体系的形成能降低,体系更稳定;同时,比较1个VZn和2个VZn的AlZn-PZn共掺杂体系的能带结构发现,随着Zn空位浓度增大,带隙增大,体系p型化特征增强.AlZn-2PZn共掺杂体系带隙减小为0.56 eV,更有利于提高其导电性质.然而出现2VZn后,带隙增大为0.73 eV,小于本征ZnO带隙,p型化程度更强烈;此外态密度分析表明2VZn的AlZn-2PZn共掺杂使得态密度更加分散,更多的电子穿过费米能级使得p型化更明显.因此,将Al/P按1:2的比例共掺且Zn空位增至2个时,可以获得导电性能更好的p型ZnO.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王青	兰州理工大学理学院	75	353	10.0	15.0
2	戴剑锋	兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室	92	405	10.0	15.0
6	李维学	兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室	68	287	10.0	12.0
10	李磊磊	兰州理工大学理学院	3	17	3.0	3.0