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First principles study on the electronic and optical properties of Al- and Si-doped ZnO with GGA and mBJ approximations

机译：基于GGA和mBJ近似的Al和Si掺杂ZnO的电子和光学性质的第一性原理研究

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摘要

Optical properties of ZnO doped with Silicon and Aluminum were studied by first principle calculations using the density functional theory. The optical absorption, trans-mittance and optical constants are investigated using the full potential-linearized augmented plane wave method with the generalized gradient approximation and mBJ approximation, implemented in Wien2k package. With the mBJ approximation the direct optical gap of a pure ZnO is about 3.34 eV, which is in good agreement with experimental results. The behavior of the transmittance and the absorption of the Al-doped ZnO are higher and better than those of the Si-doped ZnO. The transmittance of Al-doped ZnO is stable and high in the visible light range and can reach 96% at 400 nm. This confirms the physical characteristics that can present Al to be used as suitable transparent material electrodes in solar cells.
机译：使用密度泛函理论通过第一原理计算研究了掺杂硅和铝的ZnO的光学性质。使用在Wien2k封装中实现的，具有广义梯度近似和mBJ近似的完全电势线性化增强平面波方法，研究了光吸收，透射率和光学常数。用mBJ近似，纯ZnO的直接光学间隙约为3.34 eV，与实验结果非常吻合。 Al掺杂的ZnO的透射率和吸收率比Si掺杂的ZnO的透射率和吸收率更高和更好。 Al掺杂的ZnO的透射率在可见光范围内稳定且较高，在400 nm处可以达到96％。这证实了可以表现出Al的物理特性，Al可以用作太阳能电池中的合适的透明材料电极。

著录项

  • 来源
    《Optical and quantum electronics》 |2015年第7期|1869-1880|共12页
  • 作者

    A. Abbassi; H. Ez-Zahraouy; A. Benyoussef;

  • 作者单位

    Laboratoire de Magnetisme et de Physique des Hautes Energies (URAC 12), Faculte des Sciences, Universite Mohammed V Agdal, B.P. 1014, Rabat, Morocco;

    Laboratoire de Magnetisme et de Physique des Hautes Energies (URAC 12), Faculte des Sciences, Universite Mohammed V Agdal, B.P. 1014, Rabat, Morocco;

    Laboratoire de Magnetisme et de Physique des Hautes Energies (URAC 12), Faculte des Sciences, Universite Mohammed V Agdal, B.P. 1014, Rabat, Morocco,Institute for Nanomaterials and Nanotechnology, MAScIR (Moroccan for Advanced Science, Innovation and Research), Rabat, Morocco;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    DFT; Optical properties; Dielectric functions; Wien2k; Transmittance; Refractive index;

    机译：DFT;光学性质;介电功能;Wien2k;透光率折光率;

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