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ZnO高掺杂Ga的浓度对导电性能和红移效应影响的第一性原理研究

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侯清玉, 赵春旺, 金永军, 关玉琴, 林琳, 李继军. 2010: ZnO高掺杂Ga的浓度对导电性能和红移效应影响的第一性原理研究, 物理学报, 59(6): 4156-4161.
引用本文: 侯清玉, 赵春旺, 金永军, 关玉琴, 林琳, 李继军. 2010: ZnO高掺杂Ga的浓度对导电性能和红移效应影响的第一性原理研究, 物理学报, 59(6): 4156-4161.
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Hou Qing-Yu, Zhao Chun-Wang, Jin Yong-Jun, Guan Yu-Qin, Lin Lin, Li Ji-Jun. 2010: Effects of the concentration of Ga high doping on electric conductivity and red shift of ZnO from first principles, Acta Physica Sinica, 59(6): 4156-4161.
Citation: Hou Qing-Yu, Zhao Chun-Wang, Jin Yong-Jun, Guan Yu-Qin, Lin Lin, Li Ji-Jun. 2010: Effects of the concentration of Ga high doping on electric conductivity and red shift of ZnO from first principles, Acta Physica Sinica, 59(6): 4156-4161.
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ZnO高掺杂Ga的浓度对导电性能和红移效应影响的第一性原理研究

  • 内蒙古工业大学理学院,呼和浩特,010051

Effects of the concentration of Ga high doping on electric conductivity and red shift of ZnO from first principles

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,在相同环境条件下建立了浓度不同的由Ga原子取代Zn原子的Zn1-xGaxO模型.对低温高掺杂Ga原子的Zn1-xGaxO半导体的能带结构、态密度和吸收光谱进行了计算.结果表明:Ga原子浓度越大,进入导带的相对电子数越多,但是电子迁移率反而减小.通过对掺杂和未掺杂ZnO的电导率以及最小间隙带宽度分别进行了比较,发现ZnO半导体在高掺杂Ga原子的条件下,掺杂浓度越低导电性能越强;而当高掺杂Ga原子含量增加到一定程度时,最小间隙带随掺杂浓度增加而减小.同时还发现在高能区产生吸收光谱红移的现象.计算所得结果与实验中Zn1-xGaxO的原子Ga掺杂量x超过0.04的变化趋势一致.
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-06-30

ZnO高掺杂Ga的浓度对导电性能和红移效应影响的第一性原理研究

  • 内蒙古工业大学理学院,呼和浩特,010051

摘要: 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,在相同环境条件下建立了浓度不同的由Ga原子取代Zn原子的Zn1-xGaxO模型.对低温高掺杂Ga原子的Zn1-xGaxO半导体的能带结构、态密度和吸收光谱进行了计算.结果表明:Ga原子浓度越大,进入导带的相对电子数越多,但是电子迁移率反而减小.通过对掺杂和未掺杂ZnO的电导率以及最小间隙带宽度分别进行了比较,发现ZnO半导体在高掺杂Ga原子的条件下,掺杂浓度越低导电性能越强;而当高掺杂Ga原子含量增加到一定程度时,最小间隙带随掺杂浓度增加而减小.同时还发现在高能区产生吸收光谱红移的现象.计算所得结果与实验中Zn1-xGaxO的原子Ga掺杂量x超过0.04的变化趋势一致.

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