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第一性原理计算V-Al共掺杂CrSi2的光电特性
  • ISSN号:0253-2239
  • 期刊名称:《光学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O474[理学—半导体物理;理学—物理] O472.4[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]安顺学院电子与信息工程学院,航空电子电气与信息网络工程中心,功能材料与资源化学特色重点实验室,贵州安顺561000, [2]贵州大学电子信息学院,新型光电子材料与技术研究所,贵州贵阳550025
  • 相关基金:国家自然科学基金(61264004)、贵州省科技厅自然科学基金(20102001)、贵州省教育厅科研项目(2012056,2011278)
中文摘要:

采用第一性原理赝势平面波方法,对V-Al共掺杂CrSi2的几何结构、电子结构和光学性质进行了理论计算,并与未掺杂、V、Al单掺杂CrSi2的光电性能进行了比较。结果表明:V-Al共掺杂会增大CrSi2的晶格常数a和b,体积相应增大。V-Al: CrSi2是p型间接带隙半导体,带隙宽度为0.256 eV,介于V、Al单掺杂CrSi2之间;费米能级附近的电子态密度主要由Cr-3d、V-3d、Si-3p、Al-3p轨道杂化构成。与未掺杂的CrSi2相比,V-Al:CrSi2的静态介电常数和折射率增大,εi(ω)在低能区有一个新的跃迁峰。在光子能量为5 eV附近,εi(ω)的跃迁峰强度大幅减弱,吸收系数和光电导率明显降低,吸收边略有红移,平均反射效应减弱。V的掺入会削弱Al单掺杂的电子跃迁,V-Al共掺杂可以对CrSi2的能带结构和光学性质进行更精细的调节。

英文摘要:

Based on the first principles pseudo-potential plane-wave method, geometrical structure, electronic structure, and optical properties of V-Al co-doped CrSi2 are calculated. The photoelectric properties of un-doped CrSi2, and co-doped with V and Al, and single-doped with V or Al are compared in detail. The results show that: co-doped with V and Al, the lattice constant a, b, and the volume of CrSi2 is increased. V-Al: CrSi2 is a p-type indirect semiconductor, and the energy gap is 0.256 eV, which is between the gap value of CrSi2 with single-doping V or Al. The density of states near the Fermi energy is mainly composed of Cr-3d, V-3d, Si-3p and Al-3p orbital hybridization. Compared with pure CrSi2, the static dielectric constant and the refractive index of CrSi2 are increased with co-doping of V and Al. A new transition peak of εi(ω) is appeared at the lower energy region. Near 5 eV, the transition peak intensity of εi(ω), the absorption coefficient, and the photoconductivity is decreased, respectively. The absorption edge generates a red shift, and the average reflection effect is decreased. Doping with V will weaken the electron transition in Al single-doped CrSi2. V-Al co-doped can critically regulate the band structure and the optical properties of CrSi2.

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期刊信息
  • 《光学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:曹健林
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:aos@siom.ac.cn
  • 电话:021-69916837
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2239
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1252/O4
  • 邮发代号:4-293
  • 获奖情况:
  • 1992年中科院优秀期刊二等奖,1996年第二届上海市优秀期刊评比一等奖,2000年中科院优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33570