In-2N高共掺浓度和择优取向对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响?

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侯清玉, 李文材, 赵春旺. 2015: In-2N高共掺浓度和择优取向对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响?, 物理学报, null(6): 067101. doi: 10.7498/aps.64.067101
引用本文: 侯清玉, 李文材, 赵春旺. 2015: In-2N高共掺浓度和择优取向对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响?, 物理学报, null(6): 067101. doi: 10.7498/aps.64.067101
Hou Qing-Yu, Li Wen-Cai?, Zhao Chun-Wang. 2015: Effect of In-2N heavy co-doping and preferred orientation on the optical band gap and absorption sp ectrum of ZnO, Acta Physica Sinica, null(6): 067101. doi: 10.7498/aps.64.067101
Citation: Hou Qing-Yu, Li Wen-Cai?, Zhao Chun-Wang. 2015: Effect of In-2N heavy co-doping and preferred orientation on the optical band gap and absorption sp ectrum of ZnO, Acta Physica Sinica, null(6): 067101. doi: 10.7498/aps.64.067101

In-2N高共掺浓度和择优取向对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响?

Effect of In-2N heavy co-doping and preferred orientation on the optical band gap and absorption sp ectrum of ZnO

  • 摘要: 目前,虽然In和2N共掺对ZnO最小光学带隙和吸收光谱影响的实验研究均有报道,但是, In和2N共掺在ZnO中均是随机掺杂,没有考虑利用ZnO的单极性结构进行择优取向共掺,第一性原理的出现能够解决该问题.本文采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势(GGA+U )方法,计算了纯的ZnO单胞、择优位向高共掺In—2N原子的Zn1?xInxO1?yNy(x=0.0625—0.03125, y =0.0625—0.125)八种超胞模型的态密度分布和吸收光谱分布.计算结果表明,在相同掺杂方式、不同浓度共掺In-2N的条件下,掺杂量越增加,掺杂体系体积越增加、能量越增加,稳定性越下降、形成能越增加、掺杂越难、掺杂体系最小光学带隙越变窄、吸收光谱红移越显著.计算结果与实验结果相一致.在不同掺杂方式、相同浓度共掺In—2N的条件下, In—N沿c轴取向成键共掺与垂直于c轴取向成键共掺体系相比较,沿c轴取向成键共掺体系最小光学带隙越变窄、吸收光谱红移越显著.这对设计和制备新型光催化剂功能材料有一定的理论指导作用.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-03-30

In-2N高共掺浓度和择优取向对ZnO最小光学带隙和吸收光谱的影响?

  • 内蒙古工业大学理学院物理系,呼和浩特,010051

摘要: 目前,虽然In和2N共掺对ZnO最小光学带隙和吸收光谱影响的实验研究均有报道,但是, In和2N共掺在ZnO中均是随机掺杂,没有考虑利用ZnO的单极性结构进行择优取向共掺,第一性原理的出现能够解决该问题.本文采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势(GGA+U )方法,计算了纯的ZnO单胞、择优位向高共掺In—2N原子的Zn1?xInxO1?yNy(x=0.0625—0.03125, y =0.0625—0.125)八种超胞模型的态密度分布和吸收光谱分布.计算结果表明,在相同掺杂方式、不同浓度共掺In-2N的条件下,掺杂量越增加,掺杂体系体积越增加、能量越增加,稳定性越下降、形成能越增加、掺杂越难、掺杂体系最小光学带隙越变窄、吸收光谱红移越显著.计算结果与实验结果相一致.在不同掺杂方式、相同浓度共掺In—2N的条件下, In—N沿c轴取向成键共掺与垂直于c轴取向成键共掺体系相比较,沿c轴取向成键共掺体系最小光学带隙越变窄、吸收光谱红移越显著.这对设计和制备新型光催化剂功能材料有一定的理论指导作用.

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