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Fe掺杂GaN光电特性的第一性原理研究

贾婉丽 周淼 王馨梅 纪卫莉

Fe掺杂GaN光电特性的第一性原理研究

贾婉丽, 周淼, 王馨梅, 纪卫莉
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  • 基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想GaN的禁带宽度为3.41 eV,Fe的重掺杂体系明显变窄,为3.06 eV,但仍为直接带隙半导体.本征GaN材料与Fe掺杂GaN体系的静态介电常数为5.74和6.20,折射率为2.39和2.48,能量损失最大值在20.02 eV和18.96 eV,最大吸收系数能量均在13.80 eV左右.计算结果为Fe掺杂GaN高压光电导开关材料及器件的进一步研究提供了有力的理论依据和实验支持.
      通信作者: 贾婉丽, wuli4@xaut.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61575158)和陕西省教育厅科研基金(批准号:25606K082)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-23
  • 修回日期:  2018-03-15
  • 刊出日期:  2019-05-20

Fe掺杂GaN光电特性的第一性原理研究

  • 1. 西安理工大学理学院, 西安 710048
  • 通信作者: 贾婉丽, wuli4@xaut.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61575158)和陕西省教育厅科研基金(批准号:25606K082)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想GaN的禁带宽度为3.41 eV,Fe的重掺杂体系明显变窄,为3.06 eV,但仍为直接带隙半导体.本征GaN材料与Fe掺杂GaN体系的静态介电常数为5.74和6.20,折射率为2.39和2.48,能量损失最大值在20.02 eV和18.96 eV,最大吸收系数能量均在13.80 eV左右.计算结果为Fe掺杂GaN高压光电导开关材料及器件的进一步研究提供了有力的理论依据和实验支持.

English Abstract

参考文献 (35)

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