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In-N共掺杂ZnO第一性原理计算

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陈琨, 范广涵, 章勇, 丁少锋. 2008: In-N共掺杂ZnO第一性原理计算, 物理学报, 57(5): 3138-3147. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.082
引用本文: 陈琨, 范广涵, 章勇, 丁少锋. 2008: In-N共掺杂ZnO第一性原理计算, 物理学报, 57(5): 3138-3147. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.082
shu
Chen Kun, Fan Guang-Han, Zhang Yong, Ding Shao-Feng. 2008: First principles study of In-N codoped ZnO, Acta Physica Sinica, 57(5): 3138-3147. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.082
Citation: Chen Kun, Fan Guang-Han, Zhang Yong, Ding Shao-Feng. 2008: First principles study of In-N codoped ZnO, Acta Physica Sinica, 57(5): 3138-3147. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.082
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In-N共掺杂ZnO第一性原理计算

  • 华南师范大学光电子材料与技术研究所,广州,510631

First principles study of In-N codoped ZnO

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO,N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子对In-N共掺杂ZnO的影响.计算结果表明:N掺杂ZnO在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近.而加入激活施主In的In-N共掺杂ZnO,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级.同时,受主能级带变宽、非局域化特征明显、提高了掺杂浓度和系统的稳定性.文章的结论与实验结果相符,从而为实验上,In的掺入有助于实现ZnO的p型掺杂提供了理论支持.文中还指出H原子的存在会大大降低掺杂效率,对p型掺杂产生不利影响,应该在反应中尽量避免.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-05-30

In-N共掺杂ZnO第一性原理计算

  • 华南师范大学光电子材料与技术研究所,广州,510631

摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO,N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的电子结构,分析了N掺杂和In-N共掺杂ZnO晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布以及H原子对In-N共掺杂ZnO的影响.计算结果表明:N掺杂ZnO在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近.而加入激活施主In的In-N共掺杂ZnO,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级.同时,受主能级带变宽、非局域化特征明显、提高了掺杂浓度和系统的稳定性.文章的结论与实验结果相符,从而为实验上,In的掺入有助于实现ZnO的p型掺杂提供了理论支持.文中还指出H原子的存在会大大降低掺杂效率,对p型掺杂产生不利影响,应该在反应中尽量避免.

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