摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)的总体能量平面波超软赝势法,电子交换关联能结合广义梯度近似(GGA)PW91形式,对Al原子掺杂不同超晶胞ZnO∶AlZn2n-1O2n(n=4,8,16和32)进行几何优化,分析比较了掺杂模型的电子结构及光学性质。结果表明,Al置换Zn位置掺杂容易,随着掺杂摩尔比例(Al∶ZnO)的减小,杂质元素对超晶胞晶格畸变程度减弱,Al和基体ZnO的原子数配比直接影响导电性能。光学性质计算发现,掺杂Al对紫外光波段(100~400nm)影响明显,随着摩尔比例(Al∶ZnO)减少,掺杂材料吸收系数下降,本征吸收边存在紫外光很窄波段内,电子跃迁的轨道能级主要集中于紫外光波段。