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Zn空位对Al-P共掺杂ZnO电子结构影响的第一性原理计算

李磊磊, 李维学, 戴剑锋, 王青

计算物理 2017, 34 (6): 713-721.

摘要（552）

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PDF （4331KB）（1243）

采用第一性原理平面波赝势法计算ZnO（Al，P）体系的晶格参数和电子结构，重点分析Zn空位对体系晶体结构、形成能、态密度的影响.计算结果表明：Al和P共掺杂过程中，Al_Zn-P_Zn有更低的形成能，能带分析呈现n型.并随着Zn空位浓度的增大使得掺杂后的晶胞体积减小，晶格常数c先增大后减小.存在Zn空位的掺杂体系形成能比Al_Zn-P_O掺杂体系低，体系较稳定.能带分析呈现p型趋势.Al和P以1∶2的比例掺杂时，体系的形成能降低，体系更稳定；同时，比较1个V_Zn和2个V_Zn的Al_Zn-P_Zn共掺杂体系的能带结构发现，随着Zn空位浓度增大，带隙增大，体系p型化特征增强.Al_Zn-2P_Zn共掺杂体系带隙减小为0.56 eV，更有利于提高其导电性质.然而出现2V_Zn后，带隙增大为0.73 eV，小于本征ZnO带隙，p型化程度更强烈；此外态密度分析表明2V_Zn的Al_Zn-2P_Zn共掺杂使得态密度更加分散，更多的电子穿过费米能级使得p型化更明显.因此，将Al/P按1∶2的比例共掺且Zn空位增至2个时，可以获得导电性能更好的p型ZnO.

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Mn掺杂的ZnS(001)表面的电子态特性

李磊, 李丹, 刘世勇, 赵翼

计算物理 2010, 27 (2): 293-298.

摘要（476）

PDF （369KB）（1303）

利用第一性原理计算Mn在ZnS(001)表面上几种掺杂位置的形成能、局域分波态密度和磁矩.对Mn在ZnS(001)表面上的三种位置的形成能进行比较,得到两种填隙位置是非常稳定的掺杂位置.分析ZnS(001):Mn各种再构表面的电子态密度和电荷密度分布.结果表明,三种表面模型中,自旋向上的Mn原子的3d态和近邻S原子的3p态都有一定的杂化,并且替代掺杂的Mn和邻近S原子的p-d杂化最明显,形成的共价键最强.而自旋向下的Mn原子的3d态比较局域,受S原子的3p态影响较小.计算了三种掺杂表面的磁矩,并分析计算结果.

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