郭艳蕊
,
严慧羽
,
宋庆功
,
郭松青
,
陈逸飞
材料导报
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了Cu掺杂β-Ga2O3系统的磁学特性.计算结果表明,单Cu的掺杂,稳定体系倾向于自旋极化态,且Cu替代八面体的Ga(B)时系统更稳定,容易在实验上形成;Cu掺杂β-Ga2O3呈现出半金属特性,Cu的掺杂引入了2.0μB磁矩,其中局域在Cu原子上的磁矩为0.45μB,其余主要来自于Cu杂质周围的氧原子.由于电荷补偿效应,在Cu掺杂β-Ga2O3系统中引入氧空位时,体系磁矩减小到零.在2个Cu取代Ga的10种构型中,A1-B3构型的能量最低,且显示出铁磁性,磁矩为3.8μB.考虑氧空位后,A1-B3构型的反铁磁性和铁磁性能量差增大,磁矩减小到1.0μB.
关键词:
第一性原理
,
Cu掺杂β-Ga2O3
,
电子结构
,
磁耦合
宋庆功
,
徐霆耀
,
杨宝宝
,
郭艳蕊
,
陈逸飞
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.027
宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的物理化学性能而备受关注,通过掺杂改善β-Ga2O3性能一直是研究的热点.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用广义梯度近似加U对Mg单原子掺杂β-Ga2O3体系的晶体结构、电子结构和光学性质等进行了研究和分析.总能量和结合能的对比显示:单原子替位掺杂β-Ga2O3时,Mg优先替代八面体位的Ga原子形成Mg-Gao体系.电子结构显示,Mg-Gao体系变为间接半导体,带隙变窄为4.672eV;其自旋极化率为100％,呈现半金属特性.作为光学材料,Mg-Gao体系可在紫外、深紫外区域工作,并且折射率、反射率和吸收率有所降低,透射率明显提高.
关键词:
Mg掺杂β-Ga2O3
,
第一性原理
,
晶体结构
,
电子结构
,
光学性质
郭艳蕊
,
严慧羽
,
宋庆功
,
陈逸飞
,
郭松青
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.08.032
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,研究了Ti掺杂β-Ga2 O3系统的电子结构和光学性质.计算结果表明,Ti替代八面体的Ga(2)时系统形成能最低,容易在实验上合成;Ti掺杂在导带底附近引入了浅施主能级,极大地提高了β-Ga2 O3系统的导电性.Ti掺杂时稳定体系倾向于自旋极化态,且费米面处自旋极化率接近100％.光学性质的计算结果显示,Ti掺杂β-Ga2O3是极具潜力的n型紫外透明的半导体.
关键词:
第一性原理
,
Ti掺杂β-Ga2O3
,
电子结构
,
光学性质
郭艳蕊
,
严慧羽
,
宋庆功
,
陈逸飞
,
郭松青
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.031
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,对纤锌矿结构CdS和CdS:Ni几何结构、能带结构、电子态密度和光学性质进行了系统的研究.计算结果表明,Ni原子掺入CdS后晶格常量均减小,晶格发生局部畸变;Ni的掺杂在费米面附近引入杂质能级,极大地提高了CdS系统的导电性.光学性质的计算结果显示,掺杂导致在可见光区域出现了强度微弱的新吸收峰.所有结果表明,Ni掺杂CdS体系是极具潜力的透明导电材料.
关键词:
第一性原理
,
Ni掺杂CdS
,
电子结构
,
光学性质
