Sb,S共掺杂SnO2电子结构的第一性原理分析

• 作者: 丁超 刘菊燕 李卫 潘沛锋 王琳琳 蔡云
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 共掺 SnO2 第一性原理 电子结构
• 年，卷（期）: 2018,（21）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 121-127
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20181228

摘要

基于第一性原理的密度泛函理论和平面波超软赝势法,采用广义梯度近似算法研究了Sb,S两种元素共掺杂SnO2材料的电子结构与电学性质.电子结构表明:共掺杂后材料仍然为n型导电直接带隙半导体;电荷密度分布改变,S原子与Sn,Sb原子轨道电子重叠加剧.能带结构表明,Sb,S共掺SnO2在能带中引入新的能级,能带带隙相比于单掺更加窄化,费米能级进入导带表现出类金属特性.电子态密度计算结果进一步证实了电子转移的正确性:在价带中部,S原子轨道与Sn,Sb轨道发生杂化,电子转移加剧,价带顶部被S 3p轨道占据,提供了更多的空穴载流子,价带顶上移;随着S掺杂浓度的增加,带隙宽度继续减小,导带逐渐变窄,导电性能呈现越来越好的趋势.