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p型K_ZnO导电机理的第一性原理研究
第 57 卷 第 11 期 2008 年 11 月 物 理 学 报 Vol . 57 ,No . 11 ,November ,2008
( )
10003290200857 11 715106 ACTA PHYSICA SINICA 2008 Chin . Phys. Soc .
p 型 K :ZnO 导电机理的第一性原理研究
杨银堂1) 武 军1) 蔡玉荣2) 丁瑞雪1) 宋久旭1) 石立春1)
1) ( 西安电子科技大学微电子学院 ,教育部宽禁带半导体材料与器件重点实验室 ,西安 710071)
2) (浙江理工大学材料纺织学院 , 杭州 310018)
(2008 年 4 月 9 日收到 ;2008 年 5 月 6 日收到修改稿)
( )
基于密度泛函理论 ,利用局域密度近似的第一性原理平面波赝势方法 ,对掺 K 以及含有氢填隙 Hi 、氧空位
( V ) ( ) ( V ) )
O 、锌填隙 Zni 和锌空位 Zn 的 K :ZnO 电子结构分别进行了研究. 结果表明 ,1 单独掺 K 可引入浅受主 ,但系
统总能增高 ;2) K 与 H 共掺可降低系统总能 ,提升稳定性 ;3) VO 在 K + H :ZnO 中的形成比Zni 困难得多 ,二者都是
负电中心 ,起补偿受主作用 ;4) VZn 在价带顶 05 eV 左右形成浅受主 ,有利于晶体 p 型导电. 最后提出: 由于形成了
K OH O V 结构 ,可能导致 K :ZnO 呈现 p 型导电.
Zn i Zn
关键词 : 氧化锌 , p 型 , 第一性原理 , 电子结构
PACC : 7115M , 7155 G , 7125T
素Li 或Na 代替 Zn ,不至引起价带顶太大波动从而
1 引 言 造成深受主. 事实上 ,第一性原理的计算表明LiZn 和
( )
NaZn 的能级确实较浅 ,它们的 0- 1 转变能分别在
作为一种第三代直接宽带隙半导体材料 ,氧化 [4 ]
价带顶 01 eV 和 02 eV 处 . 但是Li 和 Na 更倾向
( ) ( )
锌 ZnO E ~337 eV 因为其在光电领域表现出的
g 于成为施主填隙杂质 , 限制了其成为 p 型掺杂剂的
诱人应用前景 ,近年来备受研究者们的关注. 但由于 应用. 用离子半径更大的
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