F, Na共掺杂p型ZnO的第一性原理研究

邓胜华; 姜志林

doi:10.7498/aps.63.077101

摘要

本文基于密度泛函理论（DFT），用第一性原理的方法，计算了ZnO在掺杂F和Na情况下的电子态密度、有效质量和形成能，研究分析了掺杂对ZnO的影响，结果表明：单掺F或Na并不能得到p型ZnO；而将F和Na共掺，能够使ZnO表现出p型导电的倾向. 尤其当F和Na按1：2的原子比例共掺时，能够获得p型ZnO，这可以为实验上制备p型ZnO提供参考依据.

关键词:

The first-principles calculations based on the density functional theory have been performed to investigate the doping behaviors of Na and F dopants in ZnO. It turns out from the calculated results of the band structure, density of states, and effective masses that in the F mono-doping case, the impurity states are localized and the formation energy is up as high as 4.59 eV. In the Na mono-doping case, the impurity states are delocalized and the formation energy decreases as low as -3.01 eV. One cannot obtain p-type ZnO in both instances On the contrary, in the Na-F codoping case, especially when the ratio of F and Na is 1:2, the Fermi-level shifts to the valence bands, the corresponding effective masses are small (0.7m0) and the formation energy is the lowest (-3.55 eV). These may indicate the formation of p-type ZnO having a good conductivity.

Keywords:

作者及机构信息

1.
北京航空航天大学物理科学与核能工程学院, 北京 100191

Authors and contacts

1.
School of Physics and Nuclear Energy Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China

参考文献

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施引文献

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