ZnSe掺Cu与Zn空位缺陷的稳定性、电子结构与光学性质

doi:10.3866/PKU.WHXB20121083

物理化学学报 >> 2012, Vol. 28 >> Issue (12): 2845-2851.doi: 10.3866/PKU.WHXB20121083

ZnSe掺Cu与Zn空位缺陷的稳定性、电子结构与光学性质

郭雷, 胡舸, 张胜涛

重庆大学化学化工学院, 重庆 400044

收稿日期:2012-08-22 修回日期:2012-10-08 发布日期:2012-11-14
通讯作者: 胡舸 E-mail:cqhuge@163.com
基金资助:
中央高校基本科研业务费(CDJZR11220003)资助项目

Defects Energetics, Electronic Structure and Optical Properties of Cu-Doping and Zn Vacancy Impurities in ZnSe

GUO Lei, HU Ge, ZHENG Sheng-Tao

College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, P. R. China

Received:2012-08-22 Revised:2012-10-08 Published:2012-11-14
Supported by:
The project was supported by the Fundamental Research Funds of the Central Universities, China (CDJZR11220003).

摘要/Abstract

摘要：

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软雁势方法, 对ZnSe闪锌矿结构本体、掺入p型杂质Cu(Zn_0.875Cu_0.125Se)及Zn空位(Zn_0.875Se)超晶胞进行结构优化处理. 计算并详细分析了缺陷体系的形成能和三种体系下ZnSe材料的态密度、能带结构、集居数、介电和吸收光谱. 结果表明: 在Zn空位与Cu掺杂ZnSe体系中, 由于空位及杂质能级的引入, 禁带宽度有所减小, 吸收光谱产生红移; 单空位缺陷结构不易形成, Zn_0.875Se结构不稳定, Cu掺杂ZnSe结构相对更稳定.

关键词: 硒化锌, 空位缺陷, Cu掺杂, 电子结构, 光学性质, 第一性原理

Abstract:

Based on first-principles within the density functional theory, the geometric structures of perfect zinc blend ZnSe, that with Zn vacancies (Zn_0.875Se) and Cu-doped ZnSe(Zn_0.875Cu_0.125Se) were optimized using the plane-wave ultrasoft pseudopotential method. The defect formation energy, band structure, density of states, mulliken charges, and optical spectra were calculated and discussed in detail. The results demonstrated that in Zn_0.875Se and Zn_0.875Cu_0.125Se systems, because of the introduction of the vacancy acceptor level or acceptor impurity level, the band gap is reduced, and the absorption peaks show a remarkable redshift. Cu doping into the ZnSe system was found to be relatively stable, while the monovacancy system was not.

Key words: ZnSe, Vacancy defect, Cu doping, Electronic structure, Optical property, First-principles

郭雷, 胡舸, 张胜涛. ZnSe掺Cu与Zn空位缺陷的稳定性、电子结构与光学性质[J]. 物理化学学报, 2012, 28(12), 2845-2851. doi: 10.3866/PKU.WHXB20121083

GUO Lei, HU Ge, ZHENG Sheng-Tao. Defects Energetics, Electronic Structure and Optical Properties of Cu-Doping and Zn Vacancy Impurities in ZnSe[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28(12), 2845-2851. doi: 10.3866/PKU.WHXB20121083

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20121083

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2012/V28/I12/2845

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ZnSe掺Cu与Zn空位缺陷的稳定性、电子结构与光学性质

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