Au-N共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究

李春萍¹，陈鑫²，张宝林³

1. 空军航空大学基础部2. 长春理工大学理学院3. 吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室

摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,结合广义梯度近似(GGA)研究了Au、N共掺杂纤锌矿ZnO的能带结构、电子态密度,以及复介电函数、光学吸收等光学性质,并与本征ZnO和N掺杂ZnO情况进行了对比。计算结果表明Au、N共掺杂ZnO仍是直接带隙半导体材料,掺杂后ZnO的带隙收缩,价带展宽。在价带顶电子密度分布较N掺杂ZnO情况的局域性减弱,更有利于获得p型ZnO。与未掺杂ZnO相比,介电函数和吸收系数在可见和紫外区域得到显著增强。

关键词：氧化锌;共掺杂;第一性原理;电子结构;光学特性;