Fe掺杂二维GaN光电特性的第一性原理研究

摘要

利用基于密度泛函理论下的第一性原理计算本征二维GaN以及3.125%的过渡金属Fe原子掺入GaN单层的电子结构以及光电性质,并分析Ga原子被Fe原子替位后GaN单层光电性质的变化。研究表明,本征二维GaN的带隙值为2.110 eV,属于间接带隙半导体,Fe原子掺入后使GaN单层的带隙变窄,带隙值减小为0.996 eV,由间接带隙变为位于简约布里渊区中心的直接带隙;此外,本征GaN单层掺入Fe原子后使复介电常数、吸收系数以及反射率在低能的区域发生较大的改变,但是在5 eV后本征GaN单层以及掺入Fe原子的GaN单层的光学性质几乎相同。