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张蕾,王海芳,刘晓庆,等. La掺杂ZnO的电子结构和光学性质的第一性原理[J]. 科学技术与工程, 2020, 20(35): 14397-14401.
ZHANG Lei,et al.First-principles Study on the Electronic Structure and Optical Properties of La-doped ZnO[J].Science Technology and Engineering,2020,20(35):14397-14401.
La掺杂ZnO的电子结构和光学性质的第一性原理
First-principles Study on the Electronic Structure and Optical Properties of La-doped ZnO
投稿时间:2019-10-28  修订日期:2020-04-08
DOI:
中文关键词:  La掺杂ZnO 第一性原理 电子结构 光学特性
英文关键词:La-doped ZnO first-principles electronic structures optical properties
基金项目:国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目),山西省自然科学基金
              
作者单位
张蕾 中北大学环境与安全工程学院
王海芳 中北大学环境与安全工程学院
刘晓庆 中北大学环境与安全工程学院
安宁 中北大学环境与安全工程学院
王星星 中北大学环境与安全工程学院
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中文摘要:
      采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,构建了Zn1-xLaxO(x = 0,0.0625,0.125)三种超胞模型。结构优化后,对La掺杂前后体系的态密度、布居值和光学性质进行计算分析。结果表明,随着La掺杂量的增加,掺杂体系的体积增加,形成能减少,共价性降低,体系稳定性增强。与未掺杂ZnO相比,La掺杂后引起可见光区的吸收边发生蓝移。体系的介电函数虚部和光吸收系数在低能区出现新的峰值。在高能区的吸收峰出现红移且峰值强度减弱。能量损失峰向低能方向移动,掺杂体系的能量损失明显减少。
英文摘要:
      Three supercell models of Zn1-xLaxO (x = 0,0.0625,0.125)were constructed using the first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method based on density functional theory. After structural optimization, the density of states, Mulliken bond population and optical properties of the system before and after La doping were calculated and analyzed. The results show that with the increase of La doping amount, the volume of the doping system increase, the formation energy decrease, the covalent property become weaker, and the stability of the system is enhanced. Compared with undoped ZnO, the absorption edge of the visible region is blue-shift after La doping. The imaginary part of the dielectric function and the optical absorption coefficient show a new peak in the low energy region. The absorption peak in the high energy region appear red-shift and the peak intensity decrease. The energy loss peak move toward the low energy direction, and the energy loss of the doping system is significantly reduced.
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