基于第一性原理的Gd掺杂ZnO电子结构与吸收光谱研究

• 作者: 姜宏伟 孙霄霄 张冰 李聪
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: Gd掺杂ZnO 第一性原理 电子自旋 吸收光谱
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 页码范围: 1457-1462
• 页数: 6页
• 分类号: O481.1
• 字数: 3754字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-985X.2018.07.027

摘要

采用密度泛函理论下的平面波赝势方法,建立了未掺杂ZnO和两种Gd掺杂浓度的ZnO模型.结构优化后,对各个模型的电子结构、态密度及吸收光谱进行了计算,其中Gd掺杂模型分别采用电子自旋极化与电子非自旋极化两种处理方式.结果表明:电子非自旋极化条件下,Gd掺杂在ZnO禁带中引入杂质能级,ZnO带隙变宽,导致相应的吸收光谱发生蓝移;考虑电子自旋极化时,Gd掺杂后的体系具有铁磁性,自旋电子在无序磁畴贡献的局部磁场内发生自旋能级分裂,使得带隙变窄,相应吸收光谱发生红移.