V高掺杂ZnO最小光学带隙和吸收光谱的第一性原理研究

摘要：

对于V高掺杂ZnO,当摩尔分数为0.0417—0.0625时,随着掺杂量的增加,吸收光谱出现蓝移减弱和蓝移增强两种不同实验结果均有文献报道.采用密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,构建未掺杂ZnO单胞模型、V高掺杂Zn1?xVxO (x=0.0417,0.0625)两种超胞模型,采用GGA+U 方法计算掺杂前后体系的形成能、态密度、分波态密度、磁性和吸收光谱.结果表明,当V的掺杂量(原子含量)为2.083%—3.125%时,随着V掺杂量增加,掺杂体系磁矩增大,磁性增强,并且掺杂体系体积增加,总能量下降,形成能减小,掺杂体系更稳定,同时,掺杂ZnO体系的最小光学带隙增宽,吸收带边向低能级方向移动.上述计算结果与实验结果一致.

关键词：V高掺杂ZnO、光学带隙、吸收光谱、第一性原理

分类号：TN9;TN1

资助基金：国家自然科学基金61366008,51261017;教育部“春晖”计划和内蒙古自治区高等学校科学研究计划批准号:NJZZ13099资助的课题. Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .61366008,51261017;the “Chunhui”Program of Ministry of Education, China, and the Scientific Research Program of Institution of Higher Education of Inner Mongolia Autonomous Region, ChinaGrant NJZZ13099

在线出版日期：2014-06-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：107101-1-107101-7