N掺杂Cu_2O薄膜的光学性质及第一性原理分析

采用射频磁控溅射技术,在不同温度下制备了N掺杂Cu_2O薄膜.透射光谱分析发现,N掺杂导致Cu_2O成为允许的带隙直接跃迁半导体,并使Cu_2O的光学禁带宽度增加.不同温度下沉积的薄膜光学禁带宽度E_g=2.52±0.03 eV.第一性原理计算表明,N掺杂导致Cu_2O的禁带宽度增加了约25%,主要与价带顶下移和导带底上移有关,与实验报道基本符合.N的2p电子态分布不同于O原子,在价带顶附近具有较大的态密度是N掺杂Cu_2O变成允许的带隙直接跃迁半导体的根本原因.