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过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

段满益 徐 明 周海平 沈益斌 陈青云 丁迎春 祝文军

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过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

段满益, 徐 明, 周海平, 沈益斌, 陈青云, 丁迎春, 祝文军

First-principles study on the electronic structure and optical properties of ZnO doped with transition metal and N

Duan Man-Yi, Xu Ming, Zhou Hai-Ping, Shen Yi-Bin, Chen Qing-Yun, Ding Ying-Chun, Zhu Wen-Jun
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  • 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)研究了过渡族金属(Mn,Fe,Co,Cu)与N共掺杂ZnO的能带结构、电子态密度分布、差分电荷密度和光学性质.计算表明Mn,Fe,Co与N共掺ZnO的光学性质与Mn,Fe,Co单掺杂相近,但是过渡族金属与N共掺杂有利于获得p型ZnO.
    The band structure, density of states, electron density difference and optical properties of ZnO co-doped with transition metal (Mn, Fe, Co, or Cu) and N have been investigated by using density functional theory based on first-principles ultrasoft pseudopotential method. The optical properties of co-doped ZnO are similar to those of ZnO doped only with transition metal (Mn, Fe, Co and Cu), but rather different from those of pure ZnO. Moreover, our calculation indicates that co-doping of transition metal (Mn, Fe, Co, and Cu) and N is in more favor of the formation of p-type ZnO.
    • 基金项目: 四川省教育厅青年基金(批准号:2006B033)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-01-22
  • 修回日期:  2007-02-26
  • 刊出日期:  2007-09-20

过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

  • 1. (1)四川师范大学物理与电子工程学院与固体物理研究所,成都 610068; (2)四川师范大学物理与电子工程学院与固体物理研究所,成都 610068;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,绵阳 621900; (3)四川师范大学物理与电子工程学院与固体物理研究所,成都 610068;重庆邮电学院光电工程学院,重庆 400065
    基金项目: 

    四川省教育厅青年基金(批准号:2006B033)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)研究了过渡族金属(Mn,Fe,Co,Cu)与N共掺杂ZnO的能带结构、电子态密度分布、差分电荷密度和光学性质.计算表明Mn,Fe,Co与N共掺ZnO的光学性质与Mn,Fe,Co单掺杂相近,但是过渡族金属与N共掺杂有利于获得p型ZnO.

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