SrSnO3作为透明导电氧化物的第一性原理研究

摘要：

SrSnO3是一种钙钛矿结构的宽带隙半导体,透明性高、无毒且价格低廉,是一种有前景的透明导电氧化物的候选者.本文通过第一性原理计算,获得了SrSnO3的电子结构,着重讨论了SrSnO3的本征缺陷、外界元素掺杂的缺陷形成能及过渡能级,筛选出适宜的掺杂元素并指出了对应的实验制备环境,进一步根据带边能量位置对其电导性能机制进行了探讨.计算结果表明,SrSnO3是一种基础带隙为3.55 eV、光学带隙为4.10 eV的间接带隙半导体,具有良好的透明性,电子的有效质量轻,利于n型电导.在富金属贫氧条件下,As,Sb掺杂SrSnO3可以提升n型电导率;SrSnO3的价带顶位于–7.5 e V处,导带底位于–4.0 e V处,其价带顶和导带底的能量位置均相对较低,解释了其易于n型掺杂而难于p型掺杂,符合宽带隙半导体材料的掺杂规律.最后,Sb掺杂SrSnO3被提出为有前景的廉价n型透明导电材料.

关键词：第一性原理计算、n型透明导电氧化物SrSnO3、缺陷形成能、带边能量位置

所属期刊栏目：72

分类号：O469;TN304.21;TB383

资助基金：国家自然科学基金;广东省基础与应用基础研究基金;资助的课题

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：51-59