掺杂与应力对ZrO2薄膜电子结构和光学性质的影响

• 作者: 冒晓莉 吕达 张加宏 王银 谢丽君 陈虎 顾芳
• 来源期刊: 四川大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: ZrO2薄膜 第一性原理 掺杂 应力 电子结构 光学性质
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 材料科学
• 页码范围: 1145-1150
• 页数: 6页
• 分类号: O472|O77+5
• 字数: 3379字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0490-6756.2019.06.024

摘要

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法系统地研究了掺杂和应力对ZrO2薄膜的电子结构与光学性质的影响.本文首先研究了Hf原子替代掺杂对ZrO2薄膜物性的影响,研究结果表明,Hf原子掺杂减小了ZrO2薄膜的带隙和态密度大小,可在一定程度上降低其表面缺陷电荷和漏电流.掺杂Hf原子后介电峰和吸收峰的值明显下降,同时介电峰和吸收峰的波形均出现了窄化现象,半高宽显著减小.本文也着重研究了不同应力下四方晶相ZrO2薄膜物理性质变化及规律.研究发现压应力显著调控了ZrO2薄膜的带隙以及价带顶和导带底附近的能带结构.施加应力后吸收峰的吸收范围和强度均显著增大,峰值对应的光子能量蓝移则表明对紫外光的吸收随着应力的增加有所增强.在低能量红外和可见光区域,施加压应力后ZrO2薄膜的折射率变大,但在紫外线区域,压应力使ZrO2薄膜的折射率呈现出先增大后减小的波动特性.上述研究结果为ZrO2薄膜材料的设计与应用提供了理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张加宏	南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心	45	188	8.0	11.0
5	顾芳	南京信息工程大学物理与光电工程学院	29	120	6.0	9.0
6	陈虎	南京信息工程大学电子与信息工程学院	2	3	1.0	1.0
7	王银	南京信息工程大学电子与信息工程学院	2	0	0.0	0.0
8	谢丽君	南京信息工程大学电子与信息工程学院	2	0	0.0	0.0
9	吕达	南京信息工程大学电子与信息工程学院	1	0	0.0	0.0