N与Mn掺杂ZnO电子结构及其光学性质的第一性原理研究

• 作者: 刘晨曦 刘桂安 史蕾倩 庞国旺 张丽丽 潘多桥 王少霞 赵旭才 雷博程
• 来源期刊: 伊犁师范学院学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 第一性原理 ZnO 电子结构 光学性质
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 物理学
• 页码范围: 16-22
• 页数: 7页
• 分类号: O469
• 语种: 中文

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了Mn、N掺杂ZnO体系的电子结构及光学性质.结果表明:掺杂前后各体系都属于直接跃迁型,N-ZnO体系的禁带宽度最小,Mn-ZnO体系呈现N型半导体特性,并且Mn元素的掺入使得该体系在费米能级附近产生了杂质能级,大大降低了电子跃迁所需的能量.通过分析态密度图可以看出,掺杂元素N的2p态是禁带宽度变小的主要原因.光学性质方面,在可见光区域内N-Mn共掺后体系的光吸收系数最大,并且掺杂后体系的静介电常数明显增大,其中N单掺后的体系静介电常数最大,说明该体系对电荷的束缚能力最强.