无机化学学报
無機化學學報
무궤화학학보
JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY
2015年
1期
15-22
,共8页
何静芳%吴一%史茹倩%周鹏力%郑树凯
何靜芳%吳一%史茹倩%週鵬力%鄭樹凱
하정방%오일%사여천%주붕력%정수개
ZnO%第一性原理%载流子浓度%光学性质%透射率
ZnO%第一性原理%載流子濃度%光學性質%透射率
ZnO%제일성원리%재류자농도%광학성질%투사솔
ZnO%first-principles%carrier%concentration%optical%properties%optical%transmittance
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,对本征ZnO,Ga、F单掺ZnO和Ga-F共掺ZnO的几何结构进行优化后计算了各体系的相关性质.结果表明各掺杂体系有各自的优缺点,在制作透明导电薄膜时可根据具体要求采取不同的掺杂方案.Ga掺杂ZnO比F掺杂ZnO的晶格畸变小.相同环境下Ga原子比F原子更容易进入ZnO晶格,因此掺杂后结构更加稳定.Ga、F掺杂都改善了ZnO的导电性,掺杂ZnO的载流子浓度比本征ZnO增加了3个数量级,相同浓度的F掺杂比Ga掺杂能产生更多的载流子.Ga-F共掺杂ZnO折中了上述Ga、F单掺杂ZnO的优缺点.另外,掺杂后ZnO的吸收边蓝移,以GaF共掺杂ZnO在紫外区域的透射率最大,在280～380 nm范围内其透射率在90％以上.
採用基于密度汎函理論的第一性原理平麵波超軟贗勢方法,對本徵ZnO,Ga、F單摻ZnO和Ga-F共摻ZnO的幾何結構進行優化後計算瞭各體繫的相關性質.結果錶明各摻雜體繫有各自的優缺點,在製作透明導電薄膜時可根據具體要求採取不同的摻雜方案.Ga摻雜ZnO比F摻雜ZnO的晶格畸變小.相同環境下Ga原子比F原子更容易進入ZnO晶格,因此摻雜後結構更加穩定.Ga、F摻雜都改善瞭ZnO的導電性,摻雜ZnO的載流子濃度比本徵ZnO增加瞭3箇數量級,相同濃度的F摻雜比Ga摻雜能產生更多的載流子.Ga-F共摻雜ZnO摺中瞭上述Ga、F單摻雜ZnO的優缺點.另外,摻雜後ZnO的吸收邊藍移,以GaF共摻雜ZnO在紫外區域的透射率最大,在280～380 nm範圍內其透射率在90％以上.
채용기우밀도범함이론적제일성원리평면파초연안세방법,대본정ZnO,Ga、F단참ZnO화Ga-F공참ZnO적궤하결구진행우화후계산료각체계적상관성질.결과표명각참잡체계유각자적우결점,재제작투명도전박막시가근거구체요구채취불동적참잡방안.Ga참잡ZnO비F참잡ZnO적정격기변소.상동배경하Ga원자비F원자경용역진입ZnO정격,인차참잡후결구경가은정.Ga、F참잡도개선료ZnO적도전성,참잡ZnO적재류자농도비본정ZnO증가료3개수량급,상동농도적F참잡비Ga참잡능산생경다적재류자.Ga-F공참잡ZnO절중료상술Ga、F단참잡ZnO적우결점.령외,참잡후ZnO적흡수변람이,이GaF공참잡ZnO재자외구역적투사솔최대,재280～380 nm범위내기투사솔재90％이상.
