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Y-Cu共掺杂ZnO电子结构与光学性质的第一性原理计算 被引量:21

First-Principles Calculations of the Electronic Structure and Optical Properties of Y-Cu Co-Doped ZnO
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摘要 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法研究了本征Zn O、Y和Cu单掺杂Zn O、Y-Cu共掺杂Zn O的电子结构和光学性质.计算结果表明,在本文的掺杂浓度下,Y和Cu单掺杂可以提高Zn O的载流子浓度,从而改善Zn O的导电性,Y-Cu共掺时Zn O半导体进入简并状态,呈现金属性.Y掺杂Zn O可以提高体系在紫外区域的吸收,而Cu掺杂Zn O在可见光和近紫外区域发生吸收增强现象,其中由于Y离子和Cu离子之间的协同效应,Y-Cu共掺杂Zn O时体系对可见光和近紫外区域的光子能量吸收大幅增加,因此Y-Cu共掺杂Zn O可以用于制作光电感应器件. Using the pseudo-potential plane-wave based on the density functional theory (DFT), the electronic structures and optical properties of intrinsic ZnO, Y-, Cu-, and Y-Cu co-doped ZnO were studied. The results show that the conductivity of ZnO can be improved by Y and Cu doping because of the increase in carrier concentration under the order of magnitude of the doping concentration in this paper. Y-Cu co-doping leads to degeneration and makes ZnO metal ic. Y-doped ZnO can show enhanced light absorption in the ultraviolet region, while doping with Cu enhances absorption in the visible and near ultraviolet regions. Y-Cu co-doping greatly increases the absorption of visible and near ultraviolet regions owing to the synergistic effect between Y ions and Cu ions, which can be exploited to fabricate the opto-electronic devices.
出处 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1302-1308,共7页 Acta Physico-Chimica Sinica
基金 中央高校基本科研业务费专项资金(2014-zy-164)资助项目~~
关键词 Y-Cu共掺杂ZnO 第一性原理 电子结构 光学性质 Y-Cu co-doped ZnO First principles Electronic structure Optical property
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