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Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究
被引量：
5
1
作者
曲灵丰
侯清玉
+1 位作者
许镇潮
赵春旺
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第15期180-188,共9页
在掺杂量为1.04 at%-1.39 at%的范围内,Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道,但是,迄今为止,对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方...
在掺杂量为1.04 at%-1.39 at%的范围内,Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道,但是,迄今为止,对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方法,用第一性原理构建了两种不同掺杂量Zn_(0.9792)Ti_(0.0208)O和Zn_(0.9722)Ti_(0.0278)O超胞模型,所有模型在几何结构优化的基础上,对能带结构分布,态密度分布和吸收光谱分布进行了计算.计算结果表明:在本文限定的掺杂量范围内,Ti掺杂量越增加,掺杂体系体积越增加,体系总能量越升高,体系稳定性越下降,形成能越升高,掺杂越难,掺杂体系布居值减小,Ti-O键长变长,共价键减弱,离子键增强,所有掺杂体系均转化为n型化简并半导体;掺杂体系带隙越变宽,吸收光谱蓝移越显著,电子有效质量越增加,电子浓度越增加,电子迁移率越减小,电子电导率越减小,掺杂体系导电性能越差.计算结果与实验结果相符合.对存在的问题进行了合理的理论解释.对Ti掺杂ZnO光电功能材料的设计和制备有一定的理论指导作用.
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关键词
ti
掺杂
zno
吸收光谱分布
电导率
第一性原理
下载PDF
职称材料
Ti掺杂ZnO纳米薄膜的微结构/生长取向程度及其光致发光特性研究
被引量：
2
2
作者
马书懿
刘静
+2 位作者
赵强
张小雷
李发明
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2013年第3期34-39,共6页
采用射频(RF)反应磁控溅射技术在Si衬底上分别制备了具有(100)方向生长的ZnO薄膜和Ti掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Ti).利用X射线衍射(XRD)和光致荧光发光(PL)表征技术,研究了不同Ti掺杂浓度对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响.结果显示,Ti掺杂前后...
采用射频(RF)反应磁控溅射技术在Si衬底上分别制备了具有(100)方向生长的ZnO薄膜和Ti掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Ti).利用X射线衍射(XRD)和光致荧光发光(PL)表征技术,研究了不同Ti掺杂浓度对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响.结果显示,Ti掺杂前后ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,同时均表现出沿(100)方向的择优生长特性;掺入2%Ti元素后薄膜的织构系数Tc(100)明显增加,表明Ti的掺入对ZnO薄膜的结晶取向程度有一定影响.与未掺杂的ZnO薄膜相比,ZnO∶Ti薄膜的衍射峰发生宽化且峰强减小,薄膜的结晶质量下降.改变Ti的掺杂量,发现Si衬底上制备的薄膜发光强度和发光峰位随掺杂浓度发生相应的改变.
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关键词
ti
掺杂
zno
薄膜
射频反应磁控溅射
X射线衍射
光致发光
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职称材料
题名
Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究
被引量：
5
1
作者
曲灵丰
侯清玉
许镇潮
赵春旺
机构
内蒙古工业大学理学院物理系
内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室
上海海事大学文理学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第15期180-188,共9页
基金
国家自然科学基金(批准号:61366008
11272142)资助的课题~~
文摘
在掺杂量为1.04 at%-1.39 at%的范围内,Ti掺杂ZnO体系吸收光谱分布和电导率的实验结果存在争议均有文献报道,但是,迄今为止,对此未有合理的理论解释.为了解决存在的争议,本文采用基于密度泛函理论的广义梯度近似平面波超软赝势GGA+U的方法,用第一性原理构建了两种不同掺杂量Zn_(0.9792)Ti_(0.0208)O和Zn_(0.9722)Ti_(0.0278)O超胞模型,所有模型在几何结构优化的基础上,对能带结构分布,态密度分布和吸收光谱分布进行了计算.计算结果表明:在本文限定的掺杂量范围内,Ti掺杂量越增加,掺杂体系体积越增加,体系总能量越升高,体系稳定性越下降,形成能越升高,掺杂越难,掺杂体系布居值减小,Ti-O键长变长,共价键减弱,离子键增强,所有掺杂体系均转化为n型化简并半导体;掺杂体系带隙越变宽,吸收光谱蓝移越显著,电子有效质量越增加,电子浓度越增加,电子迁移率越减小,电子电导率越减小,掺杂体系导电性能越差.计算结果与实验结果相符合.对存在的问题进行了合理的理论解释.对Ti掺杂ZnO光电功能材料的设计和制备有一定的理论指导作用.
关键词
ti
掺杂
zno
吸收光谱分布
电导率
第一性原理
Keywords
ti
doped
zno
absorp
ti
on spectra
conduc
ti
vity
first-principals
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
O483 [理学—电子物理学]
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职称材料
题名
Ti掺杂ZnO纳米薄膜的微结构/生长取向程度及其光致发光特性研究
被引量：
2
2
作者
马书懿
刘静
赵强
张小雷
李发明
机构
甘肃省原子分子与功能材料重点实验室
出处
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2013年第3期34-39,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(10874140)
教育部留学回国人员科研启动基金资助项目
甘肃省高等学校基本科研业务费资助项目(2010-2012)
文摘
采用射频(RF)反应磁控溅射技术在Si衬底上分别制备了具有(100)方向生长的ZnO薄膜和Ti掺杂ZnO薄膜(ZnO∶Ti).利用X射线衍射(XRD)和光致荧光发光(PL)表征技术,研究了不同Ti掺杂浓度对ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响.结果显示,Ti掺杂前后ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,同时均表现出沿(100)方向的择优生长特性;掺入2%Ti元素后薄膜的织构系数Tc(100)明显增加,表明Ti的掺入对ZnO薄膜的结晶取向程度有一定影响.与未掺杂的ZnO薄膜相比,ZnO∶Ti薄膜的衍射峰发生宽化且峰强减小,薄膜的结晶质量下降.改变Ti的掺杂量,发现Si衬底上制备的薄膜发光强度和发光峰位随掺杂浓度发生相应的改变.
关键词
ti
掺杂
zno
薄膜
射频反应磁控溅射
X射线衍射
光致发光
Keywords
ti
doped
zno
films
RF magnetron sputtering
X-ray diffrac
ti
on
photoluminescence
分类号
TB383 [一般工业技术—材料科学与工程]
O484.4 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究
曲灵丰
侯清玉
许镇潮
赵春旺
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
下载PDF
职称材料
2
Ti掺杂ZnO纳米薄膜的微结构/生长取向程度及其光致发光特性研究
马书懿
刘静
赵强
张小雷
李发明
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2013
2
下载PDF
职称材料
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