摻雜ZnTe的第一性原理研究.pdf

1、ZnTe屬于典型Ⅱ－Ⅵ族化合物半導(dǎo)體，為直接帶隙，禁帶寬度為2.26eV，由于其具有禁帶寬度比較大，光子可直接躍遷和可重?fù)诫s等特征，在光電子器件的制造和太陽能電池的應(yīng)用方面具有很大的研究價值。本文利用計算機對構(gòu)建的材料模型進行模擬計算，通過基于密度泛函理論的第一性原理平面波超軟贗勢方法對本征ZnTe，I替位Te，In替位Zn，Ag替位Zn以及不同濃度的B替位Zn和Cd/O，Al/N，Mn/O共摻雜的ZnTe結(jié)構(gòu)進行了計算。
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2、研究主要內(nèi)容包括：⑴I替位Te后，帶隙略微減小，費米能級進入導(dǎo)帶，屬于n型摻雜，吸收帶邊出現(xiàn)紅移；In替位 Zn摻雜后，帶隙增大，禁帶中出現(xiàn)一條施主雜質(zhì)能級，光學(xué)吸收帶邊發(fā)生紅移，紫外區(qū)域吸收系數(shù)增強；Ag摻雜后，禁帶寬度略微減小，在禁帶中引入雜質(zhì)能級，在紫外區(qū)域吸收系數(shù)增強，在可見光范圍內(nèi)吸收減弱；隨著B摻雜ZnTe的原子個數(shù)的增多，禁帶寬度逐漸減小，價帶頂出現(xiàn)雜質(zhì)能級，在光學(xué)性質(zhì)方面表現(xiàn)為：增大了在低能端的吸收能力，3B-ZnTe摻

3、雜后吸收曲線出現(xiàn)藍(lán)移，增強了在紫外區(qū)域的吸收能力。⑵Cd/O共摻雜ZnTe后，晶格失配較小，晶格穩(wěn)定性較好，在價帶(VB)引入受主雜質(zhì)能級，在導(dǎo)帶引入施主雜質(zhì)能級，光學(xué)帶隙減小，吸收帶邊發(fā)生紅移；Al替位Zn摻雜ZnTe后，導(dǎo)帶(CB)底接近于與費米能級(EF)重合，屬于n型摻雜，N替位Te后，費米能級進入價帶，屬于P型摻雜，Al/N共摻雜ZnTe后由于Al和N的協(xié)同效應(yīng)帶隙大幅度減小，光學(xué)吸收帶邊紅移；Mn/O共摻雜后，禁帶寬度增大，