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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）（1242）

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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掺杂元素Fe对LiAlH₄放氢性能影响的第-性原理研究

王青, 党文强, 杜瑞, 戴剑锋, 李维学

计算物理 2012, 29 (2): 297-302.

摘要（325）

PDF （7217KB）（835）

采用第-性原理赝势平面波方法研究掺杂元素Fe对LiAlH₄放氢性能的影响及其作用机理.计算杂质形成能、电子态密度、氢原子分解能,分析原子间的成键情况和结构的稳定性.结果表明:Fe在LiAlH₄中占据间隙位置或者替代Al或者Li时,都能改善LiAlH₄的放氢性能.Fe在LiAlH₄中倾向于占据间隙位置,电子结构分析显示Fe占据间隙位置时与近邻的Al原子产生强烈的相互作用;另-方面,Fe与近邻的H也有较强相互作用.两个因素共同的结果是破坏了[AlH₄]基团的稳定性,从而改善LiAlH₄的放氢性能.结果与实验相吻合.

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