【摘要】：Mo摻雜ZnO的吸收光譜紅移和藍(lán)移兩種相互沖突的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均有報(bào)道,但是仍然沒有合理解釋.為了解決該問題,本文采用基于密度泛函理論的廣義梯度近似平面波超軟贗勢+U方法,用第一性原理分析了Zn_(0.9583)Mo_(0.0417)O,Zn_(0.9375_Mo_(0.0625_O,Zn_(14)Mo_2O的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度和吸收光譜分布.結(jié)果表明,Mo摻雜量為2.08 at%—3.13 at%的范圍內(nèi),隨著摻雜量的增加,體系的體積逐漸增大,形成能逐漸升高,穩(wěn)定性逐漸下降,摻雜逐漸困難.與此同時,所有摻雜體系均轉(zhuǎn)化為n型簡并半導(dǎo)體.與未摻雜ZnO相比,摻雜體系的帶隙均變窄,吸收光譜均發(fā)生紅移,Mo摻雜量越增加,摻雜體系帶隙變窄減弱、吸收光譜紅移減弱、電子有效質(zhì)量越減小、電子濃度越減小、電子遷移率越減小、電子電導(dǎo)率越減小.同時,磁矩減小,摻雜體系的居里溫度能達(dá)到室溫以上.
[Abstract]:The experimental results of red shift and blue shift of Mo doped ZnO have been reported, but there is still no reasonable explanation. In order to solve this problem, the generalized gradient approximation plane-wave ultra-soft pseudopotential U method based on density functional theory is used to analyze the energy band structure, density of states and absorption spectrum distribution of Zn _ (0.9583) Mo _ (0.0417) O _ (0. 9375) O _ (0.0417) O _ (0. 9375) O _ (2) S _ (14) Mo_2O. The results show that in the range of 2.08 at%-3.13 at%, the volume and formation energy of the system increase gradually, the stability decreases and the doping becomes more difficult with the increase of the doping amount. At the same time, all doping systems are converted into n-type degenerate semiconductors. Compared with the undoped ZnO, the band gap of the doped system becomes narrower, the absorption spectrum increases, the band gap of the doped system decreases, the red shift of the absorption spectrum weakens, the effective mass of the electron decreases and the electron concentration decreases. The lower the electron mobility, the smaller the electronic conductivity. At the same time, the magnetic moment decreases and the Curie temperature of the doped system reaches above room temperature.
【作者單位】： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)理學(xué)院;內(nèi)蒙古自治區(qū)薄膜與涂層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海海事大學(xué)文理學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:61366008,61664007,11672175)資助的課題~~
【分類號】：TN304.21

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