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Zn1-xCdxS三元混晶的电子结构及光学性质计算与实验验证
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:《发光学报》
  • 时间:0
  • 分类:O471.6[理学—半导体物理;理学—物理] O472.3[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]天津理工大学理学院,天津300384, [2]天津理工大学材料物理研究所,天津300384, [3]天津师范大学物理与电子信息学院,天津300387
  • 相关基金:国家自然科学基金(60877029); 天津市自然科学基金(09JCYBJC01400)资助项目
中文摘要:

基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,计算了Zn1-xCdxS三元混晶的电子结构和光学性质。计算结果表明,Cd进入ZnS晶格后,禁带宽度变窄,硫空位(VS)缺陷能级随x值增大逐渐向费米能级移动,在紫外和可见波段的吸收截止波长随着x值增大逐渐红移。采用共沉淀法制备了Zn1-xCdxS三元混晶,XRD图谱表明形成了Zn1-xCdxS合金相,吸收光谱显示了与理论计算相符的能带和吸收截止边的移动规律,荧光光谱显示与VS相关的发射峰随x增大逐渐红移,与计算得到的VS缺陷能级的移动规律相同。

英文摘要:

The electronic structures and optical properties of Zn1-xCdxS ternary mixed crystals have been investigated using the first-principle plane-wave pseudopotential method.Comparison of calculations with different Cd doping concentration,the band gap shows gradually decrease with Cd doping concentration increasing.This band-narrowing phenomenon is ascribed to the reduction of bottom of conduction band determined by low energy electrons of Zn4s orbit and the elevation of top of valence band which was formed by the electrons of S3p states.Also the sulfur vacancy level was calculated and showed a shift near to the Fermi level with an increased of Cd doping concentration.The dielectric function and absorption coefficient of Zn1-xCdxS are also studied.For the absorption coefficient calculation of Zn1-xCdxS,we found that absorption onset in UV-Vis spectrum shifts to low energy with x increase.Moreover,the XRD,fluorescence spectrum and experimental absorption spectra of Zn1-xCdxS prepared by chemical synthesis and annealing treatment are obtained.The results exhibit agreement with the calculations.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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:7320