搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Ta掺杂对ZnO光电材料性能影响的研究

宫丽 冯现徉 逯瑶 张昌文 王培吉

引用本文:
Citation:

Ta掺杂对ZnO光电材料性能影响的研究

宫丽, 冯现徉, 逯瑶, 张昌文, 王培吉

The investigation on effect of property of ZnO photoelectric material by Ta-doping

Gong Li, Feng Xiang-Yang, Lu Yao, Zhang Chang-Wen, Wang Pei-Ji
PDF
导出引用
  • 采用基于密度泛函理论第一性原理的方法, 研究了Ta掺杂ZnO的电子结构和光学性质. 计算结果表明: 掺入Ta原子后, 费米能级进入导带, 随着掺杂浓度的增加, 带隙逐渐变窄, 介电函数虚部、吸收系数、反射率和折射率均发生明显变化, 介电函数虚部和反射率均向高能方向移动, 吸收边发生红移, 从理论上指出了光学性质和电子结构的内在联系.
    In this paper, the electronic structure and the optical properties of ZnO doped with Ta are calculated by the first-principles method based on the density function theory. The calculation results show that fermi energy levels enter into the conduction band after Ta-doped. With the increase of Ta concentration, the bandgap of ZnO is reduced and dielectric function imaginary part, absorption coefficient, the refractive index, and reflectivity are all changed significantly. The imaginary part of dielectric function and the reflectivity shift toward the higher-energy region. The absorption edge shifts to ward the red. The relationship between electronic structure and optical properties is pointed out in theory.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61172028), 山东省自然科学基金(批准号: ZR2010EL017) 和济南大学博士基金 (批准号: xbs01043)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.61172028), the Natural Science Foundation of Shandong Province, China (Grant No. ZR2010EL017), and the Doctor Foundation of University of Jinan (Grant No.xbs1043).
    [1]

    Wang J W, Bian J M, Sun J C, Liang H W, Zhao J Z, Du G T 2008 Acta Phys. Sin. 57 5212 (in Chinese) [王经纬, 边继明, 孙景昌, 梁红伟, 赵涧泽, 杜国同 2008 57 5212]

    [2]

    Zhao H, Li W, Liu G B, Xiong W, Wang W, Guo F S 2007 Materials Review. 21 105 (in Chinese) [赵铧, 李韦, 刘高斌, 熊稳, 王伟, 郭富胜 2007 材料导报 21 105]

    [3]

    Shan J, Tan T Y, Cui C Y, Jiang X, Chen J J 2008 Laser and Optoelectronics Progress 45 40 (in Chinese) [单晶, 谭天亚, 崔春阳, 江雪, 陈俊杰 2008 激光与光电子学进展 45 40]

    [4]

    Tang W, Cameron D C 1994 Thin solid film. 238 83

    [5]

    Masashi Ohyama, Hiromitsu Kozuka, Toshinobu Yoko 1988 J. Am. Ceram. Soc. 81 1622

    [6]

    Zhang A M 2010 Journal of Chongqing University of Science and Technology (Natural Sciences Edition) 12 119 (in Chinese) [张爱民 2010 重庆科技学院学报 (自然科学版) 12 119]

    [7]

    Silva R F, Zaniquelli M E D 1999 Jounral of Non-crystalline Soliders. 247 248

    [8]

    Zhang F C, Zhang Z Y, Zhang W H, Yan J F, Yun J N 2009 Acta Optical Sinica. 29 1025 (in Chinese) [张富春, 张志勇, 张威虎, 阎军峰, 贠江妮 2009 光学学报 29 1025]

    [9]

    Tang X, Lv H F, Ma C Y, Zhao J I, Zhang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 1066 (in Chinese) [唐鑫, 吕海峰, 马春雨, 赵纪军, 张庆瑜 2008 57 1066]

    [10]

    Shen Y B, Zhou X, Xu M, Ding Y C, Duan M Y, Linghu R F, Zhu W J 2008 Acta Phys. Sin. 56 3441 (in Chinese) [沈益斌, 周勋, 徐明, 丁迎春, 段满益, 令狐荣锋, 祝文军 2008 56 3441]

    [11]

    Wu Y X, Hu Z X, Gu S L, Qu L C, Li T, Zhang H 2011 Acta Phys. Sin. 60 017101 (in Chinese) [吴玉喜, 胡智向, 顾书林, 渠立成, 李腾, 张昊 2011 60 017101]

    [12]

    Lv J M, Fan G F, Cao J X, Liu J, Fan G Y 2010 Materials Review. 24 352 (in Chinese) [吕剑明, 范冠锋, 曹建新, 刘佳, 范冠英 2010 材料导报 24 352]

    [13]

    Chen J J, Cao L, Song X P, Sun Z Q 2010 Journal of Anhui University (Natural Science Edition) 34 59 (in Chinese) [陈进军, 曹铃, 宋学萍, 孙兆奇 2010 安徽大学学报(自然科学版) 34 59]

    [14]

    Ding Z H, Xiong Y Y, Zhang L B, Xiong J W, Hou X H 2009 Materials Review. 23 79 (in Chinese) [丁增辉, 熊予莹, 张蜡宝, 熊建文, 侯贤华 2009 材料导报 23 79]

    [15]

    Xiong Z H, Sun Z H, Li D M, Wan Q X, Liu G D 2008 Acta Photonica Sinica. 37 19 (in Chinese) [熊志华, 孙振辉, 李冬梅, 万齐欣, 刘国栋 2008 光子学报 37 19 ]

    [16]

    Duan M Y, Xu M, Zhou H P, Chen Q Y, Hu Z G, Dong Ch J 2008 Acta Phys. Sin. 57 6520 (in Chinese) [段满益, 徐明, 周海平, 陈青云, 胡志刚, 董成军 2008 57 6520]

    [17]

    Ying X J, Zhang X D, Hao Z W 2007 Jouranl Of Synthetic Crystals 36 784 (in Chinese) [应杏娟, 张兴德, 郝志武 2007 人工晶体学报 36 784]

    [18]

    Feng X Y, Wang P J, Zhang C W, Lu Y, Jiang L, Zhang G L 2011 Jouranl Of Synthetic Crystals 40 517 (in Chinese) [冯现徉, 王培吉, 张昌文, 逯瑶, 蒋雷, 张国莲 2011 人工晶体学报 40 517]

  • [1]

    Wang J W, Bian J M, Sun J C, Liang H W, Zhao J Z, Du G T 2008 Acta Phys. Sin. 57 5212 (in Chinese) [王经纬, 边继明, 孙景昌, 梁红伟, 赵涧泽, 杜国同 2008 57 5212]

    [2]

    Zhao H, Li W, Liu G B, Xiong W, Wang W, Guo F S 2007 Materials Review. 21 105 (in Chinese) [赵铧, 李韦, 刘高斌, 熊稳, 王伟, 郭富胜 2007 材料导报 21 105]

    [3]

    Shan J, Tan T Y, Cui C Y, Jiang X, Chen J J 2008 Laser and Optoelectronics Progress 45 40 (in Chinese) [单晶, 谭天亚, 崔春阳, 江雪, 陈俊杰 2008 激光与光电子学进展 45 40]

    [4]

    Tang W, Cameron D C 1994 Thin solid film. 238 83

    [5]

    Masashi Ohyama, Hiromitsu Kozuka, Toshinobu Yoko 1988 J. Am. Ceram. Soc. 81 1622

    [6]

    Zhang A M 2010 Journal of Chongqing University of Science and Technology (Natural Sciences Edition) 12 119 (in Chinese) [张爱民 2010 重庆科技学院学报 (自然科学版) 12 119]

    [7]

    Silva R F, Zaniquelli M E D 1999 Jounral of Non-crystalline Soliders. 247 248

    [8]

    Zhang F C, Zhang Z Y, Zhang W H, Yan J F, Yun J N 2009 Acta Optical Sinica. 29 1025 (in Chinese) [张富春, 张志勇, 张威虎, 阎军峰, 贠江妮 2009 光学学报 29 1025]

    [9]

    Tang X, Lv H F, Ma C Y, Zhao J I, Zhang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 1066 (in Chinese) [唐鑫, 吕海峰, 马春雨, 赵纪军, 张庆瑜 2008 57 1066]

    [10]

    Shen Y B, Zhou X, Xu M, Ding Y C, Duan M Y, Linghu R F, Zhu W J 2008 Acta Phys. Sin. 56 3441 (in Chinese) [沈益斌, 周勋, 徐明, 丁迎春, 段满益, 令狐荣锋, 祝文军 2008 56 3441]

    [11]

    Wu Y X, Hu Z X, Gu S L, Qu L C, Li T, Zhang H 2011 Acta Phys. Sin. 60 017101 (in Chinese) [吴玉喜, 胡智向, 顾书林, 渠立成, 李腾, 张昊 2011 60 017101]

    [12]

    Lv J M, Fan G F, Cao J X, Liu J, Fan G Y 2010 Materials Review. 24 352 (in Chinese) [吕剑明, 范冠锋, 曹建新, 刘佳, 范冠英 2010 材料导报 24 352]

    [13]

    Chen J J, Cao L, Song X P, Sun Z Q 2010 Journal of Anhui University (Natural Science Edition) 34 59 (in Chinese) [陈进军, 曹铃, 宋学萍, 孙兆奇 2010 安徽大学学报(自然科学版) 34 59]

    [14]

    Ding Z H, Xiong Y Y, Zhang L B, Xiong J W, Hou X H 2009 Materials Review. 23 79 (in Chinese) [丁增辉, 熊予莹, 张蜡宝, 熊建文, 侯贤华 2009 材料导报 23 79]

    [15]

    Xiong Z H, Sun Z H, Li D M, Wan Q X, Liu G D 2008 Acta Photonica Sinica. 37 19 (in Chinese) [熊志华, 孙振辉, 李冬梅, 万齐欣, 刘国栋 2008 光子学报 37 19 ]

    [16]

    Duan M Y, Xu M, Zhou H P, Chen Q Y, Hu Z G, Dong Ch J 2008 Acta Phys. Sin. 57 6520 (in Chinese) [段满益, 徐明, 周海平, 陈青云, 胡志刚, 董成军 2008 57 6520]

    [17]

    Ying X J, Zhang X D, Hao Z W 2007 Jouranl Of Synthetic Crystals 36 784 (in Chinese) [应杏娟, 张兴德, 郝志武 2007 人工晶体学报 36 784]

    [18]

    Feng X Y, Wang P J, Zhang C W, Lu Y, Jiang L, Zhang G L 2011 Jouranl Of Synthetic Crystals 40 517 (in Chinese) [冯现徉, 王培吉, 张昌文, 逯瑶, 蒋雷, 张国莲 2011 人工晶体学报 40 517]

  • [1] 宋蕊, 王必利, 冯凯, 姚佳, 李霞. 应力调控对单层TiOCl2电子结构及光学性质的影响.  , 2022, 71(7): 077101. doi: 10.7498/aps.71.20212023
    [2] 李发云, 杨志雄, 程雪, 甄丽营, 欧阳方平. 单层缺陷碲烯电子结构与光学性质的第一性原理研究.  , 2021, 70(16): 166301. doi: 10.7498/aps.70.20210271
    [3] 熊子谦, 张鹏程, 康文斌, 方文玉. 一种新型二维TiO2的电子结构与光催化性质.  , 2020, 69(16): 166301. doi: 10.7498/aps.69.20200631
    [4] 潘凤春, 林雪玲, 曹志杰, 李小伏. Fe, Co, Ni掺杂GaSb的电子结构和光学性质.  , 2019, 68(18): 184202. doi: 10.7498/aps.68.20190290
    [5] 赵佰强, 张耘, 邱晓燕, 王学维. Cu,Fe掺杂LiNbO3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2016, 65(1): 014212. doi: 10.7498/aps.65.014212
    [6] 骆最芬, 岑伟富, 范梦慧, 汤家俊, 赵宇军. BiTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究.  , 2015, 64(14): 147102. doi: 10.7498/aps.64.147102
    [7] 谢知, 程文旦. TiO2纳米管电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2014, 63(24): 243102. doi: 10.7498/aps.63.243102
    [8] 程旭东, 吴海信, 唐小路, 王振友, 肖瑞春, 黄昌保, 倪友保. Na2Ge2Se5电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2014, 63(18): 184208. doi: 10.7498/aps.63.184208
    [9] 程和平, 但加坤, 黄智蒙, 彭辉, 陈光华. 黑索金电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2013, 62(16): 163102. doi: 10.7498/aps.62.163102
    [10] 潘磊, 卢铁城, 苏锐, 王跃忠, 齐建起, 付佳, 张燚, 贺端威. -AlON晶体电子结构和光学性质研究.  , 2012, 61(2): 027101. doi: 10.7498/aps.61.027101
    [11] 王寅, 冯庆, 王渭华, 岳远霞. 碳-锌共掺杂锐钛矿相TiO2 电子结构与光学性质的第一性原理研究.  , 2012, 61(19): 193102. doi: 10.7498/aps.61.193102
    [12] 杨春燕, 张蓉, 张利民, 可祥伟. 0.5NdAlO3-0.5CaTiO3电子结构及光学性质的第一性原理计算.  , 2012, 61(7): 077702. doi: 10.7498/aps.61.077702
    [13] 宋庆功, 刘立伟, 赵辉, 严慧羽, 杜全国. YFeO3的电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2012, 61(10): 107102. doi: 10.7498/aps.61.107102
    [14] 崔冬萌, 谢泉, 陈茜, 赵凤娟, 李旭珍. Si基外延Ru2Si3电子结构及光学性质研究.  , 2010, 59(3): 2027-2032. doi: 10.7498/aps.59.2027
    [15] 李旭珍, 谢泉, 陈茜, 赵凤娟, 崔冬萌. OsSi2电子结构和光学性质的研究.  , 2010, 59(3): 2016-2021. doi: 10.7498/aps.59.2016
    [16] 孔祥兰, 侯芹英, 苏希玉, 齐延华, 支晓芬. Ba0.5Sr0.5TiO3电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2009, 58(6): 4128-4131. doi: 10.7498/aps.58.4128
    [17] 邢海英, 范广涵, 赵德刚, 何 苗, 章 勇, 周天明. Mn掺杂GaN电子结构和光学性质研究.  , 2008, 57(10): 6513-6519. doi: 10.7498/aps.57.6513
    [18] 毕艳军, 郭志友, 孙慧卿, 林 竹, 董玉成. Co和Mn共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2008, 57(12): 7800-7805. doi: 10.7498/aps.57.7800
    [19] 段满益, 徐 明, 周海平, 沈益斌, 陈青云, 丁迎春, 祝文军. 过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2007, 56(9): 5359-5365. doi: 10.7498/aps.56.5359
    [20] 潘洪哲, 徐 明, 祝文军, 周海平. β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究.  , 2006, 55(7): 3585-3589. doi: 10.7498/aps.55.3585
计量
  • 文章访问数:  8257
  • PDF下载量:  1192
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-01
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

/

返回文章
返回
Baidu
map