不同浓度Pr掺杂ZnO电子结构的第一性原理计算

摘要

运用第一性原理赝势方法计算纯Zn O体系和不同浓度掺杂体系Zn_(8-X)Pr_XO_8(X=1,2,3)的电子结构、结合能和键布居.计算结果表明:在3种掺杂体系中,Zn_7Pr O_8体系的总能量以及结合能都是最低的,表明了在所有掺杂体系中Zn_7Pr O_8稳定性最好、易于形成.能带结构图谱表明,在3种掺杂体系中,Zn_6Pr_2O_8体系和Zn_5Pr_3O_8体系的费米能级穿过导带呈现n型半导体特征;掺杂后能级数量明显增加,说明自由电子从价带跃迁到导带所需能量减少,且禁带宽度几乎为0,表明掺杂后的晶体已经非常接近于金属化.