铈掺杂氮化硅电子结构及其光学性能的第一性原理

采用密度泛函理论下的平面波赝势方法和广义梯度近似,计算稀土元素铈掺杂氮化硅体系的电子结构及其光学性能.结果表明:随掺杂浓度的提高,能带密度逐渐增加,带隙逐渐减小,分别为1.609、1.117、0.655eV,接近半导体带隙特征;差分电荷密度图表明,随掺杂浓度的提高,铈与氮成键的共价性逐渐降低,离子性逐渐升高,并通过布居值得到验证;掺杂一个铈原子体系在低能区的介电常数和损耗较小,表明其作为电介质材料在光电器件应用中可体现较长的使用寿命,同时在可见光区具有低的吸收系数和反射率,呈现"透明型"性质,说明光在该体系中更容易传播,也表明其作为光学元件具有潜在的应用前景.