Mo掺杂In_(2)O_(3)电子结构和光学性质的第一性原理计算

摘要

运用基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)第一性原理计算方法,研究了Mo掺杂In_(2)O_(3)半导体的电子结构和光学性质.研究结果表明:Mo属于n型掺杂,引入的杂质能级使掺杂体系的有效禁带宽度变窄,掺杂体系载流子浓度的提高有效地改善了In_(2)O_(3)半导体的导电性;Mo O(Mo替代O缺陷)引入的杂质能级可以作为电子从价带向导带跃迁的桥梁,使得掺杂体系光学吸收谱的吸收边发生了明显的红移,有效提升了In_(2)O_(3)半导体材料在可见光区、红外光区和远红外光区对光子的吸收幅度,从掺杂体系的反射系数也可以得到同样的结论;Mo掺杂引入的杂质能级可以有效提升In_(2)O_(3)半导体材料的介电性能,这有利于光生电子-空穴对的产生和分离,从而提高了In_(2)O_(3)半导体材料对光子的吸收和转化效率.总之,Mo的掺杂可有效改善In_(2)O_(3)半导体光学性能,进一步拓展了In_(2)O_(3)在红外光光电子器件领域的应用.