As掺杂浓度对FeS2电子结构及光学性质的影响

摘要：

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势法,对不同As掺杂浓度FeS 2的几何结构、电子结构和光学性质进行计算和讨论.采用2×2×2(Fe32S63As),2×2×1(Fe16S31As)和2×1×1(Fe8S15As)的超晶胞模型,用1个As原子取代1个S原子,使掺杂浓度分别为1.93%、3.82%和7.48%(质量分数),然后进行3种掺杂体系的计算,并将其与理想体系进行对比.几何结构与电子结构的计算结果表明:As掺杂使得FeS 2的晶格常数和晶胞体积增大,导带部分下移,禁带宽度减小,并且在-10.4~-9.5 eV的浅部价带产生了由As的p态贡献的杂质能级.光学性质计算结果表明,掺杂后Fe(S 1-x As x)2的静态介电常数、折射率和光电导率在一定范围内均随着掺杂量的增大而明显增大,说明As掺杂显著增强了FeS 2对光的吸收以及光电转换效率.

关键词：As掺杂、黄铁矿、光电性质、第一性原理

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分类号：O472(半导体物理学)

资助基金：国家重点基础研究发展规划资助项目2014CB643402;国家自然科学基金资助项目51304054;广西自然科学基金资助项目2013GXNSFBA019259;Project2014CB643402 supported by National Basic Research Development Program of China;Project 51304054 supported by the National Natural Science Foundation of China;Project 2013GXNSFBA019259 supported by the Guangxi Natural Science Foundation, China

在线出版日期：2017-05-16（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：414-422