Al-N共掺杂ZnO电子结构和光学性质-发光学报.PDF

31 4 Vol. 31 No. 4 第 卷 第 期 发 光 学 报 2010 8 Aug． ，2010 年 月 CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE 文章编号:1000-7032 (2010)04-0509-06 Al-N 共掺杂ZnO 电子结构和光学性质 * ， ， ， 高小奇 郭志友 张宇飞 曹东兴 ( ， 510631) 华南师范大学光电子材料与技术研究所 广东广州 摘要: ， Al-N ZnO 。 Al-N 基于密度泛函理论的第一性原理 分析了 共掺杂 的电子结构和光学性质 计算了 复 ZnO ， Al-N ZnO ， Al-N N ZnO 合体共掺 的结合能 发现 复合体可以在 中稳定存在 因此 共掺可以提高 在 的固溶 。 :N ZnO ， N-2p Zn-3d ， 度 研究表明 掺杂 体系 由于 和 态电子轨道杂化作用 在费米能级附近引入深受主能 ， ， 。 Al-N ， Al N ， N 级 价带顶和导带底发生位移 导致禁带宽带变窄 而 共掺杂体系 适当控制 和 的比例 克服了 ， ， ZnO p 。 Al-N ZnO ，Al 单掺杂时受主间的相互排斥 降低了受主能级 对改善 的 型掺杂有重要意义 在 共掺 中 ， ， ， 。 的引入 导致共掺体系的禁带宽度减小 吸收带边红移 实验现象证实了这一结果 :Al-N ;ZnO ; ; 关 键 词 共掺杂 电子结构 光学特性 中图分类号:O47 1． 5 ;O472 ． 3 PACS :7 1． 15 ． Mb ;7 1． 20 ． Nr PACC :7 115M ;7 125 文献标识码:A ［12］ 传导率 。 1 引 言 p (A) 共掺杂法一般将 型掺杂剂 结合少量的 ZnO - n (D) (DA)， 是一种新型的Ⅱ Ⅵ族直接带隙宽禁带 型杂质 作为共掺杂质 在体相