Ag-N共掺p型ZnO的第一性原理研究

李万俊; 方亮; 秦国平; 阮海波; 孔春阳; 郑继; 卞萍; 徐庆; 吴芳

doi:10.7498/aps.62.167701

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag-N共掺杂ZnO体系以及间隙N和间隙H掺杂p型ZnO: (Ag, N)体系的缺陷形成能和离化能进行了研究. 结果表明, 在AgZn和NO所形成的众多受主复合体中, AgZn-NO受主对不仅具有较低的缺陷形成能同时其离化能也相对较小, 因此, AgZn-NO受主对的形成是Ag-N共掺ZnO体系实现p型导电的主要原因. 研究发现, 当ZnO: (Ag, N)体系有额外间隙N原子存在时, AgZn-NO受主对容易与Ni形成AgZn-(N2)m O施主型缺陷, 该施主缺陷的形成降低了Ag-N共掺ZnO的掺杂效率因而不利于p型导电. 当间隙H引入到ZnO: (Ag, N)体系时, Hi易与AgZn-NO受主对形成受主-施主-受主复合结构(AgZn-Hi-NO), 此复合体的形成不仅提高了AgZn-NO受主对在ZnO中的固溶度, 同时还能使其受主能级变得更浅而有利于p型导电. 因此, H辅助Ag-N共掺ZnO可能是一种有效的p型掺杂手段.

关键词:

作者及机构信息

1.
重庆大学物理学院, 重庆 401331;

2.
重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331;

3.
重庆市光电功能材料重点实验室, 重庆 401331;

4.
重庆文理学院材料交叉学科研究中心, 重庆 402168

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11075314, 50942021, 11247316, 11247317)和重庆市自然科学基金(批准号: 2011BA4031, 2013jjB0023)资助的课题.

参考文献

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施引文献

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重庆大学物理学院, 重庆 401331;

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重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331;

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重庆市光电功能材料重点实验室, 重庆 401331;

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