GGA+U方法研究C与Ti掺杂GaN的电子结构和光学性质

摘要：

作为一种优良的半导体材料,GaN所具有的宽禁带导致其只能吸收可见光中的紫光,因此如何增加GaN材料对可见光的利用率是一个值得研究的问题,掺杂是解决这个问题常用的手段.本文利用第一性原理的方法对本征GaN,C单掺、Ti单掺、C-Ti共掺GaN四种体系的电子结构和光学性质做了计算和分析,结果表明:掺杂后的体系都具有良好的稳定性;掺杂后各体系的体积均增大,说明杂质的引入使体系晶格发生畸变,对光生空穴-电子对的分离有促进作用,进而提高材料的光催化性能;杂质元素的引入使体系能级发生劈裂,电子跃迁更加容易;掺杂后各体系的介电函数虚部主峰均向低能区移动,吸收谱均红移至可见光区域,其中共掺体系在蓝绿光区域的吸收系数最大,由此可以推测C-Ti共掺有助于提高GaN的光催化性能.

关键词：第一性原理;哈伯德U修正;GaN;掺杂;电子结构;光学性质;半导体

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分类号：TQ133.5;O469

资助基金：伊犁师范大学博士启动基金;新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题;新疆维吾尔自治区高校科技计划项目;伊犁师范大学科研项目

在线出版日期：2022-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：77-84