同价 Mg 置换对 ZnO 基氧化物电子结构与电性能的影响

摘要：

采用密度泛函理论平面波超软赝势广义梯度近似方法，系统研究了 Mg 置换的 ZnO基氧化物的晶格结构和电子结构，在此基础上分析了置换氧化物的电学性能。计算分析结果表明：Mg 置换后的 ZnO 基氧化物其晶格减小，仍为直接带隙材料，带宽1．2 eV。Mg 掺杂ZnO 体系主要在－40 eV 能量附近产生新的能带。费米能级附近的能带主要由 Mg p、Zn p、Zn d、O p、Mg s、Zn s、O s 电子形成，且这些能带之间存在着强相互作用。Zn p、Zn d、O p 电子形成的能级上的载流子在外场作用下首先迁移至 Mg s 电子形成的能级，形成电输运过程。置换体系费米能级附近的载流子有效质量、态密度和载流子浓度都大大提高；Mg 置换有利于ZnO 材料体系电导率的提高。

关键词：ZnO 基氧化物、Mg置换、电子结构、电性能

分类号：O521.2;TN377(高压与高温物理学)

资助基金：国家自然科学基金11347141；广西高校科研项目201203YB176；北京市自然科学基金2112007

在线出版日期：2015-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：129-135