GaN材料中间带的电学性质分析 - 华南师范大学学报.PDF

华南师范大学学报 (自然科学版 ) 2008年 5月 JOURNAL OF SOU TH CH INA NORMAL UN IV ER SITY 2008年第 2期 　　　　　　　 M ay 2008　　　　　　　　　 (NA TURAL SC IENCE ED ITION ) 　No. 2 , 2008 文章编号 : 1000 - 5463 (2008) 02 - 0062 - 05 GaN 材料中间带的电学性质分析 董少光1, 2 , 范广涵 1 ( 1. 华南师范大学光电子材料与技术研究所 ,广东广州 51063 1; 2. 佛山科学技术学院光电子与物理学系 ,广东佛山 528000) 摘要 :分析了掺 Cr的 GaN 半导体材料作为太阳能电池材料增加转换效率的可行性. 采用局部旋转 密度近似的计算方法研究 GaN 材料中间带的电学性质 ,用 Cr跃迁金属替代 GaN 半导体中的 N 原 子 ,其原子质量分数为 156%. 从电学性质的计算可以发现 ,这种材料具有对某个旋转态成分形成 部分填充的独特性质 ,可用孤立和部分填充的中间带表征 ,是高效太阳能电池的候选材料. 对中间 带的轨道成分进行分析 ,表明中间带主要是由跃迁金属的 t群轨道构成. 吸收系数的理论计算结果 得出 , 由于 VB —IB 和 IB —CB 之间对少数旋转态成分的跃迁而产生了次带吸收. 半导体的次带吸收 会导致太阳能转换效率的增加. 关键词 : 中间带 ; GaN ; 电学性质 ; 半导体材料 中图分类号 : TN 304　　　文献标识码 : A EL ECTRO N IC PRO PERT I ES ANALY S IS O F I NTERM ED IA TE BAND FO R GaN M A TER IAL S 1, 2 1 DON G Shao - guang , FAN Guang - han ( 1. In stitu te of Op toelectron ic M aterials and Technology, Sou th Ch ina Norm al Un iversity, Guangzhou 51063 1, Ch ina; 2. D ep artm ent of Op toelectron ic and Physic s, Fo shan Un iversity, Fo shan , Guangdong 528000 , Ch ina) A b stract: Th is work analyze s the poten tiality of increa sing the conversion efficiency for the so lar cells m aterials ba sed on GaN sem iconductor m aterials dop ed by