氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性的第一性原理研究.pdf

1、氧化鋅這種室溫下具有較寬禁帶(3.37eV)的Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半導(dǎo)體材料，具有較高的激子結(jié)合能(60meV)，擁有非常獨(dú)特的光電特性，使其可應(yīng)用于光電子器件以及光催化、太陽(yáng)能電池等多領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)前景非?？捎^，備受研究工作者們的關(guān)注。但若想實(shí)現(xiàn)它的應(yīng)用價(jià)值，就需要我們從更深層次的多方面多角度的對(duì)其進(jìn)行了解。
　　本文采用基于密度泛函的第一性原理對(duì)氧化鋅及其摻雜體系的一些微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)進(jìn)行了理論上的分析計(jì)算，著重于研究不同濃度不同

2、種元素以及不同外界壓力條件對(duì)氧化鋅進(jìn)行摻雜的光學(xué)性質(zhì)的影響，對(duì)材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。主要內(nèi)容如下:
　　首先對(duì)本征六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)氧化鋅體系進(jìn)行了建模，并對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，與已有實(shí)驗(yàn)及理論結(jié)果相對(duì)比，證明了計(jì)算方法的正確性。
　　其次，分析了Fe摻雜和不同濃度Co摻雜氧化鋅體系的電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)，通過(guò)與本征態(tài)氧化鋅的計(jì)算結(jié)果相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同濃度的摻雜和不同元素的摻雜都將對(duì)其微觀

3、結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)產(chǎn)生影響，幾種摻雜情況的帶隙均不同程度的發(fā)生改變，并分析了產(chǎn)生原因。
　　最后，對(duì)含有O空位缺陷情況的氧化鋅體系進(jìn)行了電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)的分析，發(fā)現(xiàn)氧空位的出現(xiàn)使得能帶展寬，介電函數(shù)譜線發(fā)生了藍(lán)移。此外還對(duì)施加了流體靜壓力的氧化鋅的電子和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大帶隙隨之線性增長(zhǎng)，主要原因在于施加的壓力對(duì)晶格進(jìn)行了壓縮，晶體內(nèi)部的電子結(jié)構(gòu)改變，Zn-O共價(jià)鍵作用增強(qiáng)，導(dǎo)帶以及價(jià)帶發(fā)生了不同程度的移動(dòng)，引起