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Se掺杂ZnO的晶体结构和电子性质的第一性原理计算
  • ISSN号:1000-0364
  • 期刊名称:原子与分子物理学报
  • 时间:2011
  • 页码:937-943
  • 分类:O471.5[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]中国矿业大学理学院物理系,徐州221116, [2]南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室,南京210093, [3]徐州空军学院航空弹药系,徐州221000
  • 相关基金:国家973项目(201ICB302003);国家自然科学基金重点项目(60990312);中央高校基金科研业务费专项资金(2010LKWLI1)
  • 相关项目:高居里温度自旋量子结构与器件
中文摘要:

本文采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)平面波超软赝势方法,研究了纤锌矿ZnO及不同浓度Se掺杂ZnO合金的晶体结构和电子性质.在对Se掺杂结构优化的基础上对其进行了数值模拟计算,结果表明:ZnO1-XSe晶格常数随着Se浓度的增大而近似呈线性增加;禁带宽度随着浓度的增大先减小后增大;价带顶的位置由Se-4p态电子决定,且基本不随浓度变化而变化,导带底的位置主要由Zn-4s态电子,且随Se掺杂浓度的增加先向低能段移动然后向高能段移动,这也是带隙先变小后变大的根本原因.

英文摘要:

In this paper, we adopt the density functional theory(DFT)plane wave pseudopotential method to study the crystal structure and electronic properties for the different concentrations of Se doped into ZnO system. We optimize the structure of Se-doped ZnO and get the basis of numerical simulation. The results show that the lattice constants increase with the increasing quantity of impurity Se. The band gap grows narrower at first and then becomes wider with increasing Se concentration. The top position of the valence band is determined by the Se-4p electron states and it does not shift with the concentration of Se-doping. The bottom position of the conduction band is determined by the Zn-4s electron states and it can shift to a lower energy position at first and then shift to a higher energy position with increasing Se concentration, and it may be the essential reason of changes of the hand gap.

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期刊信息
  • 《原子与分子物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国物理学会 原子与分子物理专业委员会 四川省物理学会 四川大学
  • 主编:芶清泉
  • 地址:成都市一环路南一段24号
  • 邮编:610065
  • 邮箱:yzyf@chinajournal.net.cn
  • 电话:028-85405516
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0364
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1199/O4
  • 邮发代号:62-54
  • 获奖情况:
  • 四川省高等学校优秀期刊,四川省科技期刊优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,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:4084