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

不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒电子结构和光学性质的第一性原理研究

王英龙 王秀丽 梁伟华 郭建新 丁学成 褚立志 邓泽超 傅广生

不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒电子结构和光学性质的第一性原理研究

王英龙, 王秀丽, 梁伟华, 郭建新, 丁学成, 褚立志, 邓泽超, 傅广生
PDF
导出引用
导出核心图
  • 利用基于密度泛函理论的第一性原理,对不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒的结构稳定性、电子和光学性质进行了研究.结果表明: Si纳米晶粒中Er掺杂浓度越低,结构越稳定;Er掺杂后的Si纳米晶粒引入了杂质能级,导致禁带宽度变窄;掺杂后的Si纳米晶粒在低能区出现了一个较强的吸收峰,随着浓度的降低,吸收峰峰值逐渐减小,甚至消失. 这为Si基发光材料的设计提供了理论依据.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10774036)、河北省自然科学基金(批准号:E2008000631,E2011201134)、河北省光电材料重点实验室和河北大学自然科学基金资助的课题.
    [1]

    Reed G T 2004 Nature 427 595

    [2]

    Jhe J H, Shin J H, Kim K J, Moon D W 2003 Appl. Phys. Lett. 82 4489

    [3]
    [4]
    [5]

    Wang Y L, Zhou Y, Chu L Z, Fu G S, Peng Y C 2005 Acta Phys. Sin. 54 1683 (in Chinese)[王英龙、周 阳、褚立志、傅广生、彭英才 2005 物理学报 54 1683]

    [6]

    Fu G S, Wang Y L, Chu L Z, Zhou Y, Yu W, Han L, Peng Y C 2005 Europhys. Lett. 69 758

    [7]
    [8]

    Wang Y L, Deng Z C, Chu L Z, Fu G S, Peng Y C 2009 Europhys. Lett. 86 15001

    [9]
    [10]
    [11]

    Lei H B, Yang Q Q, Wang Q M 1998 Acta Phys. Sin. 47 1201(in Chinese)[雷红兵、杨沁清、王启明 1998 物理学报 47 1201]

    [12]
    [13]

    Yuan F C, Ran G Z, Chen Y, Zhang B R, Qiao Y P, Fu J S, Qin G G, Ma Z C, Zong W H 2001 Acta Phys. Sin. 50 2487(in Chinese)[袁放成、冉广照、陈 源、张伯蕊、乔永平、傅济时、秦国刚、马振昌、宗婉华 2001 物理学报 50 2487]

    [14]
    [15]

    Ennen H, Schneider J, Pomrenke G 1983 Appl. Phys. Lett. 43 943

    [16]
    [17]

    Ennen H, Pomrenke G, Axmann A, Eisele K, Haydl W, Schneider J 1985 Appl. Phys. Lett. 46 381

    [18]

    Franzo G, Boninelli S, Pacifici D, Priolo F 2003 Appl. Phys. Lett. 82 3871

    [19]
    [20]
    [21]

    Andry P S, Varhue W J, Ladipo F, Ahmed K, Adams E, Lavoie M, Klein P B, Hengehold R, Hunter J 1996 J. Appl. Phys. 80 551

    [22]

    Izeddin I, Klik M A J, Vinh N Q, Bresler M S, Gregorkiewicz T 2007 Phys. Rev. Lett. 99 077401

    [23]
    [24]

    Shin J H, Lee W H, Han H S 1999 Appl. Phys. Lett . 74 1573

    [25]
    [26]
    [27]

    Lopeza H A, Fauchet P M 2000 Appl. Phys. Lett. 77 3704

    [28]
    [29]

    Iaconaa F, Pacifici D, Irrera A, Miritello M, Franzo G, Priolo F, Sanfilippo D, Stefano G D, Fallica P G 2002 Appl. Phys. Lett. 81 3242

    [30]

    Aldabergenova S B, Strunk H P, Taylor P C, Andreev A A 2001 J. Appl. Phys. 90 2773

    [31]
    [32]
    [33]

    Ishii M, Ishikawa T, Ueki T, Komuro S, Morikawa T, Oyanagi H, Aoyagi Y 1999 J. Appl. Phys. 85 4024

    [34]
    [35]

    Priolo F, Franzo G, Pacifici D, Vinciguerra V, Iacona F, Irrera A 2001 J. Appl. Phys. 89 264

    [36]
    [37]

    Huang C T, Hsin C L, Huang K W, Lee C Y, Yeh P H, Chen U S, Chen L J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 093133

    [38]

    Maria M, Vanessa S, Joe W, Li Ru, Dal Negro L, Jelena V 2008 Appl. Phys. Lett. 92 161107

    [39]
    [40]
    [41]

    Komuro S J, Katsumata T, Morikawa T, Zhao X W, Isshiki H, Aoyagi Y 1999 Appl. Phys. Lett. 74 377

    [42]
    [43]

    Komuro S J, Maruyama S, Morikawa T, Zhao X W, Isshiki H, Aoyagi Y 1996 Appl. Phys. Lett. 69 3896

    [44]
    [45]

    Chen W D, Chen C Y, Bian L F 2005 Chin. J. Lumin. 26 647(in Chinese)[陈维德、陈长勇、卞留芳 2005 发光学报 26 647]

    [46]

    Barriere A S, Raoux S, Favennec P N, Haridon H L,Moutonnet D 1993 Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 298 441

    [47]
    [48]
    [49]

    van den Hoven G N, Shin J H, Polman A, Lombardo S, Campisano S U 1995 J. Appl. Phys. 78 2642

    [50]
    [51]

    Savchyn O, Ruhge F R, Kik P G, Todi R M, Coffey K R, Nukala H, Heinrich H 2007 Phys. Rev. B 76 195419

    [52]
    [53]

    Shin J H, Seo S Y, Lee S J 1998 Appl. Phys. Lett. 73 3647

    [54]

    Kik P G, Brongersma M L, Polman A 2000 Appl. Phys. Lett. 76 2325

    [55]
    [56]
    [57]

    Serna R, Snoeks E, van den Hoven G N, Polman A 1994 J. Appl. Phys. 75 2644

    [58]

    Yerci S, Li R, Dal Negro L 2010 Appl. Phys. Lett. 97 081109

    [59]
    [60]
    [61]

    Warga J, Li R, Basu S N, Dal Negro L 2009 Physica E 41 1040

    [62]
    [63]

    Qin G, Qin G G, Wang S 1999 J. Appl. Phys. 85 6738

    [64]

    Franz G, Vinciguerra V, Priolo F 1999 Appl. Phys. A 69 3

    [65]
    [66]
    [67]

    Kenyon A J, Chryssou C E, Pitt C W, Shimizu-Iwayama T, Hole D E, Sharma N, Humphreys C J 2002 J. Appl. Phys. 91 367

    [68]

    Needels M, Schlter M, Lannoo M 1993 Phys. Rev. B 47 15533

    [69]
    [70]
    [71]

    Delerue C, Lannoo M 1991 Phys. Rev. Lett. 67 3006

    [72]
    [73]

    Wan J, Wang X 1999 Physics 28 157(in Chinese)[万 钧、王迅 1999 物理 28 157]

    [74]
    [75]

    Allan G, Lefebvre I 1993 Phys. Rev. B 48 8572

    [76]

    Wan J, Ling Y, Sun Q, Wang X 1998 Phys. Rev. B 58 10415

    [77]
    [78]
    [79]

    Wang Y L, Wu Z H, Deng Z C, Chu L Z, Liu B T, Liang W H, Fu G S 2009 Ferroelectrics 386 133

    [80]
    [81]

    Zuo C Y, Wen J, Bai Y L 2010 Chin. Phys. B 19 047101

    [82]
    [83]

    Wu X W,Wu D J,Liu X J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4788(in Chinese)[吴雪炜、吴大建、刘晓峻 2010 物理学报 59 4788]

    [84]

    Xu B, Cheng Z Z, Yi L, Cheng Z 2007 Chin. Phys. 16 3798

    [85]
    [86]

    Jin Y J, Lin J B, Li Z Y 2007 Chin. Phys. 16 506

    [87]
    [88]
    [89]

    Ye H G, Chen G D, Zhu Y Z, L H M 2007 Chin. Phys. 16 3803

    [90]

    Deng B, Sun H Q, Guo Z Y, Gao X Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 1212 (in Chinese)[邓 贝、孙慧卿、郭志友、高小奇 2010 物理学报 59 1212]

    [91]
    [92]

    Cui D M, Xie Q, Chen X, Zhao F J, Li X Z 2009 Sci. China G 39 1431(in Chinese)[崔冬萌、谢 泉、陈 茜、赵凤娟、李旭 珍 2009 中国科学 G 39 1431]

    [93]
  • [1]

    Reed G T 2004 Nature 427 595

    [2]

    Jhe J H, Shin J H, Kim K J, Moon D W 2003 Appl. Phys. Lett. 82 4489

    [3]
    [4]
    [5]

    Wang Y L, Zhou Y, Chu L Z, Fu G S, Peng Y C 2005 Acta Phys. Sin. 54 1683 (in Chinese)[王英龙、周 阳、褚立志、傅广生、彭英才 2005 物理学报 54 1683]

    [6]

    Fu G S, Wang Y L, Chu L Z, Zhou Y, Yu W, Han L, Peng Y C 2005 Europhys. Lett. 69 758

    [7]
    [8]

    Wang Y L, Deng Z C, Chu L Z, Fu G S, Peng Y C 2009 Europhys. Lett. 86 15001

    [9]
    [10]
    [11]

    Lei H B, Yang Q Q, Wang Q M 1998 Acta Phys. Sin. 47 1201(in Chinese)[雷红兵、杨沁清、王启明 1998 物理学报 47 1201]

    [12]
    [13]

    Yuan F C, Ran G Z, Chen Y, Zhang B R, Qiao Y P, Fu J S, Qin G G, Ma Z C, Zong W H 2001 Acta Phys. Sin. 50 2487(in Chinese)[袁放成、冉广照、陈 源、张伯蕊、乔永平、傅济时、秦国刚、马振昌、宗婉华 2001 物理学报 50 2487]

    [14]
    [15]

    Ennen H, Schneider J, Pomrenke G 1983 Appl. Phys. Lett. 43 943

    [16]
    [17]

    Ennen H, Pomrenke G, Axmann A, Eisele K, Haydl W, Schneider J 1985 Appl. Phys. Lett. 46 381

    [18]

    Franzo G, Boninelli S, Pacifici D, Priolo F 2003 Appl. Phys. Lett. 82 3871

    [19]
    [20]
    [21]

    Andry P S, Varhue W J, Ladipo F, Ahmed K, Adams E, Lavoie M, Klein P B, Hengehold R, Hunter J 1996 J. Appl. Phys. 80 551

    [22]

    Izeddin I, Klik M A J, Vinh N Q, Bresler M S, Gregorkiewicz T 2007 Phys. Rev. Lett. 99 077401

    [23]
    [24]

    Shin J H, Lee W H, Han H S 1999 Appl. Phys. Lett . 74 1573

    [25]
    [26]
    [27]

    Lopeza H A, Fauchet P M 2000 Appl. Phys. Lett. 77 3704

    [28]
    [29]

    Iaconaa F, Pacifici D, Irrera A, Miritello M, Franzo G, Priolo F, Sanfilippo D, Stefano G D, Fallica P G 2002 Appl. Phys. Lett. 81 3242

    [30]

    Aldabergenova S B, Strunk H P, Taylor P C, Andreev A A 2001 J. Appl. Phys. 90 2773

    [31]
    [32]
    [33]

    Ishii M, Ishikawa T, Ueki T, Komuro S, Morikawa T, Oyanagi H, Aoyagi Y 1999 J. Appl. Phys. 85 4024

    [34]
    [35]

    Priolo F, Franzo G, Pacifici D, Vinciguerra V, Iacona F, Irrera A 2001 J. Appl. Phys. 89 264

    [36]
    [37]

    Huang C T, Hsin C L, Huang K W, Lee C Y, Yeh P H, Chen U S, Chen L J 2007 Appl. Phys. Lett. 91 093133

    [38]

    Maria M, Vanessa S, Joe W, Li Ru, Dal Negro L, Jelena V 2008 Appl. Phys. Lett. 92 161107

    [39]
    [40]
    [41]

    Komuro S J, Katsumata T, Morikawa T, Zhao X W, Isshiki H, Aoyagi Y 1999 Appl. Phys. Lett. 74 377

    [42]
    [43]

    Komuro S J, Maruyama S, Morikawa T, Zhao X W, Isshiki H, Aoyagi Y 1996 Appl. Phys. Lett. 69 3896

    [44]
    [45]

    Chen W D, Chen C Y, Bian L F 2005 Chin. J. Lumin. 26 647(in Chinese)[陈维德、陈长勇、卞留芳 2005 发光学报 26 647]

    [46]

    Barriere A S, Raoux S, Favennec P N, Haridon H L,Moutonnet D 1993 Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 298 441

    [47]
    [48]
    [49]

    van den Hoven G N, Shin J H, Polman A, Lombardo S, Campisano S U 1995 J. Appl. Phys. 78 2642

    [50]
    [51]

    Savchyn O, Ruhge F R, Kik P G, Todi R M, Coffey K R, Nukala H, Heinrich H 2007 Phys. Rev. B 76 195419

    [52]
    [53]

    Shin J H, Seo S Y, Lee S J 1998 Appl. Phys. Lett. 73 3647

    [54]

    Kik P G, Brongersma M L, Polman A 2000 Appl. Phys. Lett. 76 2325

    [55]
    [56]
    [57]

    Serna R, Snoeks E, van den Hoven G N, Polman A 1994 J. Appl. Phys. 75 2644

    [58]

    Yerci S, Li R, Dal Negro L 2010 Appl. Phys. Lett. 97 081109

    [59]
    [60]
    [61]

    Warga J, Li R, Basu S N, Dal Negro L 2009 Physica E 41 1040

    [62]
    [63]

    Qin G, Qin G G, Wang S 1999 J. Appl. Phys. 85 6738

    [64]

    Franz G, Vinciguerra V, Priolo F 1999 Appl. Phys. A 69 3

    [65]
    [66]
    [67]

    Kenyon A J, Chryssou C E, Pitt C W, Shimizu-Iwayama T, Hole D E, Sharma N, Humphreys C J 2002 J. Appl. Phys. 91 367

    [68]

    Needels M, Schlter M, Lannoo M 1993 Phys. Rev. B 47 15533

    [69]
    [70]
    [71]

    Delerue C, Lannoo M 1991 Phys. Rev. Lett. 67 3006

    [72]
    [73]

    Wan J, Wang X 1999 Physics 28 157(in Chinese)[万 钧、王迅 1999 物理 28 157]

    [74]
    [75]

    Allan G, Lefebvre I 1993 Phys. Rev. B 48 8572

    [76]

    Wan J, Ling Y, Sun Q, Wang X 1998 Phys. Rev. B 58 10415

    [77]
    [78]
    [79]

    Wang Y L, Wu Z H, Deng Z C, Chu L Z, Liu B T, Liang W H, Fu G S 2009 Ferroelectrics 386 133

    [80]
    [81]

    Zuo C Y, Wen J, Bai Y L 2010 Chin. Phys. B 19 047101

    [82]
    [83]

    Wu X W,Wu D J,Liu X J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4788(in Chinese)[吴雪炜、吴大建、刘晓峻 2010 物理学报 59 4788]

    [84]

    Xu B, Cheng Z Z, Yi L, Cheng Z 2007 Chin. Phys. 16 3798

    [85]
    [86]

    Jin Y J, Lin J B, Li Z Y 2007 Chin. Phys. 16 506

    [87]
    [88]
    [89]

    Ye H G, Chen G D, Zhu Y Z, L H M 2007 Chin. Phys. 16 3803

    [90]

    Deng B, Sun H Q, Guo Z Y, Gao X Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 1212 (in Chinese)[邓 贝、孙慧卿、郭志友、高小奇 2010 物理学报 59 1212]

    [91]
    [92]

    Cui D M, Xie Q, Chen X, Zhao F J, Li X Z 2009 Sci. China G 39 1431(in Chinese)[崔冬萌、谢 泉、陈 茜、赵凤娟、李旭 珍 2009 中国科学 G 39 1431]

    [93]
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  2912
  • PDF下载量:  785
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-23
  • 修回日期:  2011-05-23
  • 刊出日期:  2011-06-05

不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒电子结构和光学性质的第一性原理研究

  • 1. 河北大学物理科学与技术学院,保定 071002
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10774036)、河北省自然科学基金(批准号:E2008000631,E2011201134)、河北省光电材料重点实验室和河北大学自然科学基金资助的课题.

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理,对不同浓度Er掺杂Si纳米晶粒的结构稳定性、电子和光学性质进行了研究.结果表明: Si纳米晶粒中Er掺杂浓度越低,结构越稳定;Er掺杂后的Si纳米晶粒引入了杂质能级,导致禁带宽度变窄;掺杂后的Si纳米晶粒在低能区出现了一个较强的吸收峰,随着浓度的降低,吸收峰峰值逐渐减小,甚至消失. 这为Si基发光材料的设计提供了理论依据.

English Abstract

参考文献 (93)

目录

    /

    返回文章
    返回