-
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对纯AlN，Cu单掺杂以及Cu与O共掺杂AlN超胞进行了几何结构优化，计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度与光学性质.结果表明：掺杂后晶格体积增大，系统能量下降；Cu掺入后Cu 3d电子与N 2p电子间有强烈的轨道杂化效应，Cu与O共掺后Cu和O之间的吸引作用克服了Cu原子之间的排斥作用，能够明显提高掺杂浓度和体系的稳定性.光学性质分析中，介电函数计算结果表明Cu与O共掺杂能改善AlN电子在低能区的光学跃迁特性，增强电子在可见光区的光学跃迁；复折射率计算结果显示Cu与O掺入后由于电磁波穿过不同的介质，导致折射率发生变化，体系对低频电磁波吸收增加.
-
关键词:
- Cu与O共掺杂AlN /
- 电子结构 /
- 光学性质 /
- 第一性原理
[1] Li J, Nam K B, Nakarmi M L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5163
[2] Taniysu Y, Kasu M, Makimoto T 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4672
[3] Chen S, You Z J 2016 Tsinghua Univ. 56 1061 (in Chinese) [陈硕, 尤政 2016 清华大学学报 56 1061]
[4] Rodriguez-Madrid J G, Iriarte G F, Araujo D 2012 Mater. Lett. 66 339
[5] Shen L, Heikman S, Moran B 2001 IEEE Electron Dev. Lett. 22 457
[6] Ren Z, Sun Q, Kwon1 S 2007 Phys. Status Solidi C 4 2482
[7] Shen L H, Zhang X S 2016 Chin. J. Lumin. 37 927 (in Chinese) [沈龙海, 张轩硕 2016 发光学报 37 927]
[8] Mokhov E, Izmaylova I, Kazarova O 2013 Phys. Status Solidi C 10 445
[9] Yan Z, Wu H L, Zheng R S B 2013 Chin. Ceram Soc. 32 1468 (in Chinese) [闫征, 武红磊, 郑瑞生 2013 硅酸盐通报 32 1468]
[10] Vande Walle C G, Stampfl C, Neugebauer J 1998 J. Cryst. Growth 189190 505
[11] Han R L, Jiang S M, Yan Y 2017 Chin. Phys. B 26 027502
[12] Deng J Q, Wu Z M, Wang A L, Zhao R Y, Hu A Y 2014 Chin. J. Comput. Phys. 31 617 (in Chinese) [邓军权, 毋志民, 王爱玲, 赵若禺, 胡爱元 2014 计算物理 31 617]
[13] Zhang L M, Fan G H, Ding S F 2007 Acta Phys. -Chim. Sin. 23 1498 (in Chinese) [张丽敏, 范广涵, 丁少锋 2007 物理化学学报 23 1498]
[14] Lin Z, Guo Z Y, Bi Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1917 (in Chinese) [林竹, 郭志友, 毕艳军 2009 物理学报 58 1917]
[15] Fan Y Q, He A L 2010 Acta Phys. -Chim. Sin. 26 2801 (in Chinese) [樊玉勤, 何阿玲 2010 物理化学学报 26 2801]
[16] Zhang Y 2008 Ph. D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science Technology) (in Chinese) [张勇 2008 博士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]
[17] Zunger A 2003 Appl. Phys. Lett. 83 57
[18] Yuan D, Huang D H, Luo H F 2012 Acta Phys. Sin. 61 147101 (in Chinese) [袁娣, 黄多辉, 罗华锋 2012 物理学报 61 147101]
[19] Wu R Q, Shen L, Yang M, Sha Z D, Cai Y Q, Feng Y P 2008 Phys. Rev. B 77 073203
[20] Korotkov R Y, Gregie J M, Wessels B W 2001 Appl. Phys. Lett. 78 222
[21] Ishihara M, Li S J, Yumoto H, Akashi K, Ide Y 1998 Thin Solid Films 316 152
[22] Segall M D, Lindan P J D, Probert M J 2002 J. Phys. 14 2717
[23] Li J, Nam K B, Nakarmi M L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5163
[24] Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys.: Condens. Matter 9 767
[25] Dong Y C, Guo Z Y, Bi Y J, Lin Z 2009 Chin. J. Lumin. 30 314 (in Chinese) [董玉成, 郭志友, 毕艳军, 林竹 2009 发光学报 30 314]
[26] Gao X Q, Guo Z Y, Cao D X, Zhang Y F 2010 Acta Phys. Sin. 59 3418 (in Chinese) [高小奇, 郭志友, 曹东兴, 张宇飞 2010 物理学报 59 3418]
[27] Shen X C 1992 Optical Property of Semiconductor (Beijing: Science Press) p24 (in Chinese) [沈学础 1992 半导体光学性质 (北京: 科学出版社) 第24页]
-
[1] Li J, Nam K B, Nakarmi M L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5163
[2] Taniysu Y, Kasu M, Makimoto T 2004 Appl. Phys. Lett. 85 4672
[3] Chen S, You Z J 2016 Tsinghua Univ. 56 1061 (in Chinese) [陈硕, 尤政 2016 清华大学学报 56 1061]
[4] Rodriguez-Madrid J G, Iriarte G F, Araujo D 2012 Mater. Lett. 66 339
[5] Shen L, Heikman S, Moran B 2001 IEEE Electron Dev. Lett. 22 457
[6] Ren Z, Sun Q, Kwon1 S 2007 Phys. Status Solidi C 4 2482
[7] Shen L H, Zhang X S 2016 Chin. J. Lumin. 37 927 (in Chinese) [沈龙海, 张轩硕 2016 发光学报 37 927]
[8] Mokhov E, Izmaylova I, Kazarova O 2013 Phys. Status Solidi C 10 445
[9] Yan Z, Wu H L, Zheng R S B 2013 Chin. Ceram Soc. 32 1468 (in Chinese) [闫征, 武红磊, 郑瑞生 2013 硅酸盐通报 32 1468]
[10] Vande Walle C G, Stampfl C, Neugebauer J 1998 J. Cryst. Growth 189190 505
[11] Han R L, Jiang S M, Yan Y 2017 Chin. Phys. B 26 027502
[12] Deng J Q, Wu Z M, Wang A L, Zhao R Y, Hu A Y 2014 Chin. J. Comput. Phys. 31 617 (in Chinese) [邓军权, 毋志民, 王爱玲, 赵若禺, 胡爱元 2014 计算物理 31 617]
[13] Zhang L M, Fan G H, Ding S F 2007 Acta Phys. -Chim. Sin. 23 1498 (in Chinese) [张丽敏, 范广涵, 丁少锋 2007 物理化学学报 23 1498]
[14] Lin Z, Guo Z Y, Bi Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1917 (in Chinese) [林竹, 郭志友, 毕艳军 2009 物理学报 58 1917]
[15] Fan Y Q, He A L 2010 Acta Phys. -Chim. Sin. 26 2801 (in Chinese) [樊玉勤, 何阿玲 2010 物理化学学报 26 2801]
[16] Zhang Y 2008 Ph. D. Dissertation (Wuhan: Huazhong University of Science Technology) (in Chinese) [张勇 2008 博士学位论文 (武汉: 华中科技大学)]
[17] Zunger A 2003 Appl. Phys. Lett. 83 57
[18] Yuan D, Huang D H, Luo H F 2012 Acta Phys. Sin. 61 147101 (in Chinese) [袁娣, 黄多辉, 罗华锋 2012 物理学报 61 147101]
[19] Wu R Q, Shen L, Yang M, Sha Z D, Cai Y Q, Feng Y P 2008 Phys. Rev. B 77 073203
[20] Korotkov R Y, Gregie J M, Wessels B W 2001 Appl. Phys. Lett. 78 222
[21] Ishihara M, Li S J, Yumoto H, Akashi K, Ide Y 1998 Thin Solid Films 316 152
[22] Segall M D, Lindan P J D, Probert M J 2002 J. Phys. 14 2717
[23] Li J, Nam K B, Nakarmi M L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5163
[24] Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys.: Condens. Matter 9 767
[25] Dong Y C, Guo Z Y, Bi Y J, Lin Z 2009 Chin. J. Lumin. 30 314 (in Chinese) [董玉成, 郭志友, 毕艳军, 林竹 2009 发光学报 30 314]
[26] Gao X Q, Guo Z Y, Cao D X, Zhang Y F 2010 Acta Phys. Sin. 59 3418 (in Chinese) [高小奇, 郭志友, 曹东兴, 张宇飞 2010 物理学报 59 3418]
[27] Shen X C 1992 Optical Property of Semiconductor (Beijing: Science Press) p24 (in Chinese) [沈学础 1992 半导体光学性质 (北京: 科学出版社) 第24页]
| 引用本文: |
|
| Citation: |
|
计量
- 文章访问数: 634
- PDF下载量: 188
- 被引次数: 0
下载: