Be摻雜ZnO的電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)及ZnO復(fù)合缺陷研究.pdf

1、ZnO是Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶(Eg=3.37 eV)直接帶隙半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)有三種:六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)(wurtzite)、閃鋅礦結(jié)構(gòu)(zinc blende)和四方巖鹽礦結(jié)構(gòu)(rocksalt),常溫常壓下的穩(wěn)定相是六角纖鋅礦結(jié)構(gòu),激子束縛能高達(dá)60 meV,保證了其在室溫下較強(qiáng)的激子發(fā)光。利用ZnO的光電特性,可以用來制備紫外光探測(cè)器和發(fā)光二極管等。由于p型ZnO材料難以獲得,使得ZnO的應(yīng)用范圍受到很大限制。因此,如何制備p型ZnO是

2、一個(gè)備受關(guān)注的重要課題。
　　 本論文所使用的軟件是Material Studio4.4,簡(jiǎn)稱MS4.4。它可以解決當(dāng)今化學(xué)以及材料工業(yè)中的一系列重要問題。本文工作主要是采用Castep計(jì)算模塊完成的,它采用密度泛函理論模擬很大一類材料固體、界面和表面的性質(zhì)。Castep基于總能量的平面波贗勢(shì)理論,運(yùn)用原子數(shù)目和種類來預(yù)測(cè)包括晶格參數(shù)、分子對(duì)稱性、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、能帶結(jié)構(gòu)、固態(tài)密度、電荷密度、波函數(shù)和光學(xué)性質(zhì)。高效并行版本可以模擬包含

3、數(shù)百原子的大體系。
　　 采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法,對(duì)纖鋅礦ZnO進(jìn)行收斂性測(cè)試,從而選取合適的參數(shù)并運(yùn)用GGA方法來研究纖鋅礦ZnO摻雜Be的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)。由于ZnO中的本征缺陷比較多,而本征缺陷的存在造成了ZnO的p型轉(zhuǎn)化的困難。因此,有必要對(duì)本征缺陷本身進(jìn)行研究,這樣,可以為更好的實(shí)現(xiàn)ZnO的p型轉(zhuǎn)化提供理論依據(jù),因而了解本征點(diǎn)缺陷的機(jī)制對(duì)于半導(dǎo)體的運(yùn)用具有至關(guān)重要的意義。在這篇論文中我們運(yùn)用局域密度