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过渡金属掺杂对二维TiSi_(2)N_(4)的电子结构及光学性质影响
1
作者 李雷 王一 +2 位作者 王广 张正丽 丁召 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期11024-11030,共7页
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究Co、Fe、Ni替位掺杂2D TiSi_(2)N_(4)后的晶体结构、电学性质以及光学性质。本征2D TiSi_(2)N_(4)的带隙为2.799 eV,为间接带隙半导体,且通过3种金属掺杂后变为直接带隙半导体;自旋向下的能带主... 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究Co、Fe、Ni替位掺杂2D TiSi_(2)N_(4)后的晶体结构、电学性质以及光学性质。本征2D TiSi_(2)N_(4)的带隙为2.799 eV,为间接带隙半导体,且通过3种金属掺杂后变为直接带隙半导体;自旋向下的能带主要贡献来自于N-p轨道,Co、Ni掺杂后的2D TiSi_(2)N_(4)在禁带中分别引入2条和4条施主杂质能级,使得禁带宽度变窄,增加载流子浓度,但并不影响2D TiSi_(2)N_(4)的导电性;通过Co、Fe、Ni掺杂后的TiSi_(2)N_(4)在可见光和部分紫外光波段吸收能力得到显著增强,对紫外光的反射能力有所减弱;另外,通过对Fe、Ni掺杂2D TiSi_(2)N_(4)的SLME效率的计算,发现二者均可作为1μm厚度的太阳能电池中吸收层的可选材料。 展开更多
关键词 密度泛函理论 2D TiSi_(2)N_(4) 掺杂 电学性质 光学性质
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AlxGa1-xAs材料结构与物理特性的第一性原理研究 被引量：1
2
作者 宋娟 丁召 +5 位作者 张振东 郭祥 魏节敏 王继红 罗子江 王一 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第5期824-832,共9页
基于密度泛函理论,对Al组分由0~1变化时AlxGa1-xAs体系的晶体结构、差分电荷密度、光电性质以及热力学性质进行第一性原理计算。得到AlxGa1-xAs体系的晶格常数a与Al组分x之间呈线性增加关系。能带结构图显示其禁带宽度将随掺入Al组分x... 基于密度泛函理论,对Al组分由0~1变化时AlxGa1-xAs体系的晶体结构、差分电荷密度、光电性质以及热力学性质进行第一性原理计算。得到AlxGa1-xAs体系的晶格常数a与Al组分x之间呈线性增加关系。能带结构图显示其禁带宽度将随掺入Al组分x的增加而变大,并且当x≥0.5时,体系能带由直接带隙变为间接带隙。静介电系数ε1(0)随掺入Al组分增加而减小,吸收系数带边随x增大而发生蓝移现象。由材料体系的德拜温度随Al组分的变化情况可知,Al组分增加,体系的声速和弹性劲度常数也相应地增大,高温时比热容的非线性增大是单位质量内AlxGa1-xAs的原胞数非线性增加所导致。通过分析不同Al组分下AlxGa1-xAs体系的光电特征、热力学性质,从而为AlxGa1-xAs在光电子器件以及太阳能电池等方面的应用以及后续的深入研究打下理论基础。 展开更多
关键词 第一性原理 晶格常数 电子结构 光学性质 热力学性质
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Ni、Cu掺杂二维CuI结构的第一性原理计算
3
作者 王一 宋娟 +3 位作者 黄泽琛 江玉琪 罗珺茜 郭祥 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1202-1207,共6页
基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理OTFG赝势法,研究了本征CuI、二维CuI以及二维CuI掺杂Ni、Cu后的晶体结构、电子结构以及光学性质。结果表明:Ni、Cu掺杂后的二维CuI发生晶格畸变,晶格常数变大,并在二维CuI禁带中引入杂质能级,... 基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理OTFG赝势法,研究了本征CuI、二维CuI以及二维CuI掺杂Ni、Cu后的晶体结构、电子结构以及光学性质。结果表明:Ni、Cu掺杂后的二维CuI发生晶格畸变,晶格常数变大,并在二维CuI禁带中引入杂质能级,导致禁带变窄。掺杂Ni、Cu使得费米能级上移进入导带,增强了CuI的金属性质。此外,掺杂Ni后的二维CuI存在自旋极化,体系表现出半金属性质。光学性质计算结果表明:掺杂后的二维CuI介电函数虚部主峰出现红移,吸收系数显著提高,并且很好地改善了其在可见光区的光学跃迁特性。对Ni、Cu掺杂的二维CuI体系的电子结构及光学性质的分析为CuI半导体材料在光电子器件区域的应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 二维CuI 掺杂 电子结构 光学性质 第一性原理
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Cu-N共掺β-Ga_(2)O_(3)的光电性质的第一性原理计算
4
作者 宋娟 王一 +2 位作者 郭祥 罗子江 王继红 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第2期27-32,共6页
基于密度泛函理论,本文通过OTFG赝势方法计算了本征β-Ga_(2)O_(3)以及Cu-N共掺后β-Ga_(2)O_(3)的晶格常数、电子结构以及光学特性.计算结果表明本征β-Ga_(2)O_(3)的禁带宽度为4.5 eV;Cu和N掺入β-Ga_(2)O_(3)后属于受主杂质,并且引... 基于密度泛函理论,本文通过OTFG赝势方法计算了本征β-Ga_(2)O_(3)以及Cu-N共掺后β-Ga_(2)O_(3)的晶格常数、电子结构以及光学特性.计算结果表明本征β-Ga_(2)O_(3)的禁带宽度为4.5 eV;Cu和N掺入β-Ga_(2)O_(3)后属于受主杂质,并且引入了深受主能级,这表明Cu-N共掺后β-Ga_(2)O_(3)变为p型半导体材料;光学性质计算结果表明本征β-Ga_(2)O_(3)的静介电函数为2.5,掺杂后β-Ga_(2)O_(3)的静介电函数增大,对电荷的存储能力增强;此外,Cu-N的共掺对β-Ga_(2)O_(3)的吸收系数、反射率在能量较低的区域的影响较大,而对能量较高的区域影响较小. 展开更多
关键词 密度泛函理论 β-Ga_(2)O_(3) 电子结构 光学性质
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