分子吸附和表面缺陷对ZnO薄膜紫外探测的影响

摘要：

目的 研究分子吸附在不同的ZnO表面时,体系的稳定性、电子结构、紫外光吸收情况. 方法 根据第一性原理密度泛函理论,首先对O2 和H2 O分子分别吸附在完备的ZnO和具有氧空位的ZnO单层膜表面进行结构优化,然后分析不同体系的电子结构和光学性质. 结果 通过吸附能可知,分子吸附有利于系统稳定性的提高,其中氧分子吸附最为明显;能带和态密度图显示,分子吸附有利于电子在导带和价带之间的跃迁;差分电荷密度图表明,分子吸附的所有体系都存在电子转移,吸附分子和薄膜之间存在相互作用;光吸收图显示,分子吸附的ZnO体系光吸收明显增强. 水分子吸附在含氧空位的ZnO单层膜上时,体系具有较强的紫外吸收、较高的载流子浓度、较小的载流子有效质量以及较好的稳定性,是比较理想的紫外探测材料. 结论 ZnO单层膜中氧空位和实验环境中的氧气和水汽均能影响体系的紫外响.研究结果可为ZnO基薄膜紫外探测器的发展提供参考.

关键词：ZnO、第一性原理、紫外探测性质、分子吸附、表面缺陷、紫外吸收

所属期刊栏目：44

分类号：O471.5(半导体物理学)

在线出版日期：2016-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：137-142