P掺杂ZnO的第一性原理研究

用第一性原理的赝势方法计算了纯ZnO和P掺杂ZnO的原子和电子结构,计算结构表明,ZnO为直接带隙半导体;P掺杂后晶胞膨胀,晶格常数变大;单独的P掺杂不利于p型ZnO的获得。     

Co掺杂锐钛矿型TiO2可见光催化特性机理研究

基于密度泛函理论的平面波超软赝势,利用第一性原理对锐钛矿型TiO2及Co掺杂体系进行了电子结构和光学特性的模拟计算.结果显示,掺Co:TiO2的带隙降至1.55eV,新杂质能级的出现增强了光催化活性,电子发生跃迁的光波极限波长为800.5nm,相对介电函数虚部整体向低能方向移动,光吸收波长阈值为452.9nm.由此可见,Co掺杂锐钛矿TiO2后,确实改善了其光催化活性,并使受激波长范围由紫外红移至可见光区.     

B/Al掺杂ZnS电子结构的第一性原理研究

用第一性原理的赝势方法,计算了B和Al掺杂ZnS的电子结构差异.根据计算,掺杂时B原子p态在导带底附近形成高度局域态,而Al原子p态则较为离域;B和Al原子的s态均具有较好的离域性.以上结果表明,从获得n型导电性的角度而言,Al掺杂优于B掺杂.     

Sb掺杂LiBiO3电子结构的第一性原理计算

通过能带结构、电子态密度、电子局域化函数、Bader电荷等方面的密度泛函理论(DFT)第一性原理计算,对掺杂了Sb的LiBiO3的电子结构进行研究,试图从理论角度探寻合适的光催化材料。计算结果表明,空间群为Pccn的正交LiBiO3为直接半导体,DFT计算带隙为0.23eV,而采用HSE泛函形式的计算带隙为1.18eV,较为接近实验测定值。随着Sb掺杂量的增加,LiBi1-xSbxO3的计算带隙逐渐加大,与纯LiBiO3相比,Sb掺杂体系中出现了具有更强键合作用的Sb-O键,有利于改善体系的光催化性能。     

V掺杂ZnO性质的第一性原理研究

采用第一性原理平面波超软赝势,计算了纤锌矿ZnO和不同浓度的V掺杂ZnO晶体的能带结构、态密度和分波态密度.计算表明,V的掺杂导致ZnO晶格发生了微小膨胀,禁带宽度变窄,体系引入的杂质能级靠近导带底,费米能级进入了导带并且穿插在杂质能级中,自旋态密度分布具有不对称性,自旋向上的电子数比自旋向下的电子数多,对态密度进行积分后发现V掺杂ZnO体系表现出净磁矩,具有磁性.当V掺杂后,V-3d态电子与O-2p态电子的态密度分布大部分重合,形成了pd杂化.     

Fe-N共掺ZnO电子结构理论的研究

应用第一性原理,电子密度泛函理论作为研究的理论基础,通过计算来研究Fe-N共掺ZnO晶体的几何结构、电子内部结构和光学性质.由结构图、能带图、光吸收曲线相互分析其几何结构、电子内部结构和光学性质的形成原因.对图形进行分析,结果表明Fe-N共掺ZnO后价带上移,禁带宽度小于纯ZnO,其光吸收曲线发生红移,提高了ZnO对可见光的利用率,这一结果可为进一步研究Fe-N共掺ZnO实验奠定基础.     

B掺杂Sr2MgSi2O7电子结构的理论计算

利用基于密度泛函理论的超软赝势方法(PWP),结合局域密度近似(LDA)计算替位式掺杂B的Sr2MgSi2O7的电子结构.预测了B掺杂Sr2MgSi2O7的晶胞参数;对引入杂质前后电子结构的异同以及价键的性质进行了对比分析,结果表明杂质引入后,B所带正电荷为0.89,B-O键键长为1.494 8(A),B-O键表现出共价键性质,能带结构中出现了新的定域能级,态密度出现了新峰,说明B掺杂可以延长余辉时间.     

硼氮掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中 自旋输运的调控

采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了硼和氮原子单独掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中自旋输运行为的调控作用。研究发现硼和氮原子都是掺杂在锯齿型硅烯纳米带的边缘最稳定。硼和氮原子的掺杂区域对器件的自旋输运性质起着关键作用:当掺杂在器件的散射区时,可发现微小的自旋劈裂现象;但是当掺杂在电极区时,会出现较明显的自旋劈裂现象,相应的自旋过滤效率可高达100%。     

Mn掺杂GaAs体系的第一性原理研究

基于第一性原理计算方法,研究了Mn掺杂GaAs体系的电子结构、磁结构及磁性来源.首先,计算研究了GaAs的电子结构,证实其半导体性质;其次,发现Mn掺杂浓度为6.25%的GaAs体系的稳定磁结构为铁磁构型,其态密度仍具有半导体性质,分析其磁性主要来源于Mn原子.     

四探针法测量应变Si1-xGex掺杂浓度

在对Si_1-xGe_x材料多子迁移率模型分析基础上,建立了Si_1-xGe_x材料电阻率与其Ge组分、掺杂浓度关系的曲线图谱. 经过对半导体材料掺杂浓度各种表征技术的分析和实验研究,提出了采用四探针法表征Si_1-xGe_x材料掺杂浓度的技术.该表征技术与Si材料掺杂浓度的在线检测技术相容,且更加简捷. 通过实验及对Si_1-xGe_x材料样品掺杂浓度的现代理化分析验证了其可行性.