氧化鋅基納米材料光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性的第一性原理研究.pdf

1、氧化鋅這種室溫下具有較寬禁帶(3.37eV)的Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半導(dǎo)體材料，具有較高的激子結(jié)合能(60meV)，擁有非常獨特的光電特性，使其可應(yīng)用于光電子器件以及光催化、太陽能電池等多領(lǐng)域，開發(fā)前景非?？捎^，備受研究工作者們的關(guān)注。但若想實現(xiàn)它的應(yīng)用價值，就需要我們從更深層次的多方面多角度的對其進行了解。
　　本文采用基于密度泛函的第一性原理對氧化鋅及其摻雜體系的一些微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)進行了理論上的分析計算，著重于研究不同濃度不同

2、種元素以及不同外界壓力條件對氧化鋅進行摻雜的光學(xué)性質(zhì)的影響，對材料的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進行了系統(tǒng)的分析。主要內(nèi)容如下:
　　首先對本征六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)氧化鋅體系進行了建模，并對其晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性質(zhì)進行了分析，與已有實驗及理論結(jié)果相對比，證明了計算方法的正確性。
　　其次，分析了Fe摻雜和不同濃度Co摻雜氧化鋅體系的電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)，通過與本征態(tài)氧化鋅的計算結(jié)果相對比，發(fā)現(xiàn)不同濃度的摻雜和不同元素的摻雜都將對其微觀

3、結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)產(chǎn)生影響，幾種摻雜情況的帶隙均不同程度的發(fā)生改變，并分析了產(chǎn)生原因。
　　最后，對含有O空位缺陷情況的氧化鋅體系進行了電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)的分析，發(fā)現(xiàn)氧空位的出現(xiàn)使得能帶展寬，介電函數(shù)譜線發(fā)生了藍移。此外還對施加了流體靜壓力的氧化鋅的電子和光學(xué)性質(zhì)進行了分析，發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大帶隙隨之線性增長，主要原因在于施加的壓力對晶格進行了壓縮，晶體內(nèi)部的電子結(jié)構(gòu)改變，Zn-O共價鍵作用增強，導(dǎo)帶以及價帶發(fā)生了不同程度的移動，引起