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Cu掺杂对ZnO氧化物电子结构与电输运性能的影响
  • ISSN号:1007-5461
  • 期刊名称:《量子电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O481[理学—固体物理;理学—物理] TN377[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]广西民族师范学院物理与电子工程系,广西崇左532200, [2]河南城建学院数理系,河南平顶山467036, [3]北京工业大学材料科学与工程学院新型功能材料教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50801002);广西高等教育教改工程项目(2013JGA256);广西教育厅科研立项项目(200911LX473);广西民族师范学院科研项目(XYYB2011026)资助
中文摘要:

采用平面波超软赝势密度泛函理论计算方法研究了p型Cu掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的电子结构,在此基础上分析了其电输运性能。计算结果表明,Cu掺杂ZnO氧化物具有0.6 eV的直接带隙,且为p型半导体,在导带和价带中都出现了由Cu电子能级形成的能带,体系费米能级附近的能带主要由Cu p态、Cu d态和O p态电子构成,且他们之间存在着强相互作用。电输运性能分析结果表明,Cu掺杂的ZnO氧化物价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小;其载流子输运主要由Cu p态、Cu d态、O p态电子完成,且需要载流子(空穴和电子)跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小。

英文摘要:

The electronic states and electrical transport properties of the Cu doped wurrite type ZnO were investigated by the plane wave ultro-soft seudo-potentials based on the density functional theory calculations.The calculational results show that the Cu doped wurrite type ZnO has approximately 0.6 eV direct band gap and it is p type semiconductor,there are newly formed bands within the valence bands and conducting bands that are from the electons of dopant Cu.The bands near Fermi level are formed by the Cu p,Cu d as well as the O p state electrons and there are high interactions between them.The analyzing results of the electrical transport properties show that carriers within the valence bands have heavy effective mass and the carriers within the conduction bands have light effective mass for the Cu doped wurrite type ZnO.The carrier transport process is estimated to be accomplished by the Cu p,Cu d as well as the O p state electrons.Furthermore,the energy gap for electron or hole carriers to surpass is narrowed by Cu doping for Zn.

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期刊信息
  • 《量子电子学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会基础光学专业委员会 中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 主编:龚知本
  • 地址:合肥1125号信箱
  • 邮编:230031
  • 邮箱:lk@aiofm.ac.cn
  • 电话:0551-5591564
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-5461
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1163/TN
  • 邮发代号:26-89
  • 获奖情况:
  • 1997年获“中国光学期刊”二等奖,1994年评比华东地区优秀期刊三等奖,1998年评为安徽省优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,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),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:4844