Tl掺杂对InI禁带宽度和吸收边带影响的第一性原理研究

徐朝鹏; 王永贞; 张伟; 王倩; 吴国庆

doi:10.7498/aps.63.147102

摘要

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法，建立了未掺杂与不同浓度的Tl 原子取代In原子的In1-xTlxI超胞模型，分别对模型进行了几何优化、能带分布、态密度分布和吸收光谱的计算. 结果表明：Tl 掺杂浓度越小，In1-xTlxI形成能越低，晶体结构越稳定；Tl的掺入使得InI体系导带向高能方向移动，而价带顶位置基本没变，导致禁带宽度变宽，InI吸收光谱出现明显蓝移现象.

关键词:

According to the density functional theory, using first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method, models for a pure InI and different concentrations of Tl-doped InI are set up, and the geomertry optimizations for the modes are carried out. The total density of states, the band structures and the optical absorption are also calculated. The results show that the smaller the doping concentration of Tl, the smaller the formation energy of InI is, thus the more stable the crystal structure is. The Tl doping causes the bottom of conduction band shift to a higher energy, while the location of the top of valence band has no change. This makes the band gap of InI broadened, and the absorption spectrum obviously blue-shifted.

Keywords:

作者及机构信息

1.
燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 秦皇岛 066004

基金项目: 河北省应用基础研究计划重点基础研究项目（批准号：13961103D）、中国电子科技集团公司第四十六研究所创新基金（批准号：CJ20120208）、河北省高层次人才资助项目（批准号：C2013003040）和燕山大学青年教师自主研究计划（批准号：13LGA011）资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Information Science and Engineering, the Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China

Funds: Project supported by the Key Basic Research Project of the Applied Basic Research Programs of Hebei Province, China (Grant No. 13961103D), the Innovation Project of the 46th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation (Grant No. CJ20120208), the High-level Talents Funded Projects of Hebei Province, China (Grant No. C2013003040), and the Young Teachers Independent Research Projects of Yanshan University, China (Grant No. 13LGA011).

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