C和F掺杂p型ZnO的第一性原理研究

李强; 向晖; 谭兴毅; 杨永明

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C和F掺杂p型ZnO的第一性原理研究

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采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对C/F单掺杂ZnO和C-F共掺杂ZnO的O位体系进行了研究,讨论了掺杂体系的稳定性、电子结构和电学性质、光学性质。研究结果表明C和F共掺的形成能比C单掺的形成能小很多,即C和F共掺增加了体系的稳定性;计算获得的电导率之比分别为σ_(C-ZnO)/σ_(ZnO)=9.45,σF-ZnO/σ_(ZnO)=6.78,σ_(C-F-ZnO)/σ_(ZnO)=19.62,显然,C和F共掺杂对ZnO体系的电导率增强效果最明显;载流子迁移率之比μ_(C-ZnO)/μ_(ZnO)=1.67,μF-ZnO/μ_(ZnO)=2.31,μ_(C-F-ZnO/)μ_(ZnO)=2.50,说明C和F共掺增加了载流子迁移率。综合电导率和载流子迁移率二者结果,可认为C和F共掺极大地提高了ZnO的导电性。ZnO掺杂体系在可见光波长范围内透射率大于95%,具有良好的透光性。计算结果为实验上制备p型透明导电ZnO材料提供了理论指导。

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来源
《人工晶体学报》 |2017年第11期|2159-2163|共6页
作者
李强; 向晖; 谭兴毅; 杨永明;
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作者单位

湖北民族学院新材料与机电工程学院;

湖北理工学院数理学院;

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正文语种 chi
中图分类半导体性质;
关键词
掺杂ZnO; 电子结构; 电学性质; 光学性质;

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