位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
V高掺杂ZnO最小光学带隙和吸收光谱的第一性原理研究
  • 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
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61366008,51261017)、教育部“春晖”计划和内蒙古自治区高等学校科学研究计划(批准号:NJZZ13099)资助的课题.
中文摘要:

对于V高掺杂ZnO,当摩尔分数为0.0417—0.0625时,随着掺杂量的增加,吸收光谱出现蓝移减弱和蓝移增强两种不同实验结果均有文献报道.采用密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,构建未掺杂ZnO单胞模型、V高掺杂Zn1-xVxO(x=0.0417,0.0625)两种超胞模型,采用GGA+U方法计算掺杂前后体系的形成能、态密度、分波态密度、磁性和吸收光谱.结果表明,当V的掺杂量(原子含量)为2.083%-3.125%时,随着V掺杂量增加,掺杂体系磁矩增大,磁性增强,并且掺杂体系体积增加,总能量下降,形成能减小,掺杂体系更稳定,同时,掺杂ZnO体系的最小光学带隙增宽,吸收带边向低能级方向移动.上述计算结果与实验结果一致.

英文摘要:

Nowadays, the studies on optical band gap and absorption spectrum of V doped ZnO have presented two distinctly different experimental results, that is, the blue shift increases and decreases when the mole fraction of impurity increases in a range from 0.0417 to 0.0625. To solve this contradiction, according to the first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential of the density functional theory, we set up models for a pure ZnO cell and two supercells of Zn1-xVxO (x= 0.0417, 0.0625) to calculate the total density of state, partial density of state, magnetism and absorption spectrum through using the method of GGA+U. The calculation results indicate that with the doping amount increasing from 2.083 at% to 3.125 at%, the magnetic moment of doping system increases and magnetism augments, too. Moreover, the volume of doping system increases, the total energy decreases and the formation energy becomes lower, thereby making the system more stable. Meanwhile, its optical band gap becomes wider, and the absorption spectrum shifts toward low energy. The calculation results are consistent with the experimental data.

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