GGA+U法研究稀土(La、Ce、Pr、Nd)掺杂对ZnO电子结构和光学性质的影响

GGA+U法研究稀土(La、Ce、Pr、Nd)掺杂对ZnO电子结构和光学性质的影响

论文摘要

基于GGA+U的第一性原理方法,分析了La、Ce、Pr、Nd四种元素掺杂的Zn O结构,对晶体的结构、电子结构和光学性质进行了对比分析。由键布局分析可知,掺杂体系Zn-O键共价性的强弱与杂质掺入原子的序数成正比。掺杂后体系的类型仍为直接跃迁,能级整体下移;随着Pr、Nd掺入,出现了杂质能级,这是由稀土元素的4f电子态所导致。在光学性质方面,掺杂体系的吸收系数、静介电常数都比纯Zn O的高,体系的吸收边都向低能方向移动,其中Zn7La O8的红移程度最高、静介电常数最大,说明其光催化能力和极化能力都最强。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 结构模型和参数设置
  • 3 La/Ce/Pr/Nd掺杂Zn O的结果与分析
  •   3.1 晶格结构和稳定性分析
  •   3.2 掺杂前后的电子结构
  •   3.3 掺杂前后的光学性质分析
  • 4结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 雷博程,刘桂安,王少霞,赵旭才,毛著鹏,夏桐,黄以能,张丽丽

    关键词: 第一性原理,形成能,电子结构,光学性质

    来源: 人工晶体学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 无机化工,无线电电子学

    单位: 伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室,南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室

    基金: 新疆十三五重点学科开放课题(XJZDXK-PHY-201806)

    分类号: TQ132.41;TN304

    DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2019.09.007

    页码: 1608-1614+1620

    总页数: 8

    文件大小: 510K

    下载量: 151

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