Cu,O共掺杂AlN晶体电子结构与光学性质研究

• 作者: 孙鹏 张杨 易重桂 王德兴 王晓峰 程丽 苏丽萍 陈淑妍
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Cu与O共掺杂AlN 电子结构 光学性质 第一性原理
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 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: 203-211
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20172096

摘要

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对纯AlN,Cu单掺杂以及Cu与O共掺杂AlN超胞进行了几何结构优化,计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度与光学性质.结果表明:掺杂后晶格体积增大,系统能量下降;Cu掺入后Cu 3d电子与N 2p电子间有强烈的轨道杂化效应,Cu与O共掺后Cu和O之间的吸引作用克服了Cu原子之间的排斥作用,能够明显提高掺杂浓度和体系的稳定性.光学性质分析中,介电函数计算结果表明Cu与O共掺杂能改善AlN电子在低能区的光学跃迁特性,增强电子在可见光区的光学跃迁;复折射率计算结果显示Cu与O掺入后由于电磁波穿过不同的介质,导致折射率发生变化,体系对低频电磁波吸收增加.