位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
采用第一性原理研究钼掺杂浓度对ZnO物性的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O561.2[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]内蒙古工业大学理学院,呼和浩特010051, [2]内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室,呼和浩特010051, [3]上海海事大学文理学院,上海201306
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61366008,61664007,11672175)资助的课题.
中文摘要:

Mo掺杂ZnO的吸收光谱红移和蓝移两种相互冲突的实验结果均有报道,但是仍然没有合理解释.为了解决该问题,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势+U方法,用第一性原理分析了Zn0.9583Mo0.0417O,Zn0.9375Mo0.0625O,Zn14Mo2O的能带结构、态密度和吸收光谱分布.结果表明,Mo掺杂量为2.08 at%—3.13 at%的范围内,随着掺杂量的增加,体系的体积逐渐增大,形成能逐渐升高,稳定性逐渐下降,掺杂逐渐困难.与此同时,所有掺杂体系均转化为n型简并半导体.与未掺杂ZnO相比,掺杂体系的带隙均变窄,吸收光谱均发生红移,Mo掺杂量越增加,掺杂体系带隙变窄减弱、吸收光谱红移减弱、电子有效质量越减小、电子浓度越减小、电子迁移率越减小、电子电导率越减小.同时,磁矩减小,掺杂体系的居里温度能达到室温以上.

英文摘要:

The experimental results of red-shift and blue-shift in absorption spectrum of Mo-doped Zn O are in mutual contradiction,and this phenomenon has not been explained rationally so far.For explaining this phenomenon,we analyze the energy band structure,state density,and absorption-spectrum distributions for each of Zn0.9583Mo0.0417O,Zn0.9375Mo0.0625O and Zn14Mo2O by first-principles calculation.The results show that within a limited doping amount range of 2.08 at%–3.13 at%,the higher Mo doping amount results in higher doping system volume,higher formation energy,lower system stability,and more difficult to dope.Meanwhile,all doping systems are converted into n-type degenerate semiconductors.Compared with the band gap of pure Zn O,the band gap of each doping system becomes narrow and the absorption spectrum shows red-shift.The higher the Mo doping amount,the weaker the narrowing of band gap becomes and the weaker the red-shift in absorption spectrum as well as the lower the electronic effective mass and the lower the electronic concentration; the lower the electronic mobility,the lower the electronic conductivity is; the lower the electronic magnetic moment is.The Curie temperature of doping system can reach a temperature higher than room temperature.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876