Ag掺杂ZnO缺陷形成能的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了在富氧和富锌条件下单原子Ag和多原子Ag掺杂ZnO的缺陷形成能.结果表明:在富氧条件下单原子掺杂时,AgZn缺陷形成能低于Ago和Agi的形成能,说明杂质Ag最可能以替代Zn位出现;由AgZn能级跃迁图发现,富氧条件下AgZn-1没有电子态间的跃迁,由此获得的P型半导体更加稳定;无论在富氧还是富锌的条件下,随着Ag掺杂浓度的增加,ZnO的缺陷形成能也增加,说明不易形成多原子的替位掺杂.在两个原子掺杂时,聚集型掺杂比分散型掺杂形成能要低,说明Ag替Zn位掺杂易产生聚集型缺陷.三个原子的聚集型掺杂比两个原子的分散型掺杂的形成能低,推测出多原子Ag替Zn位掺杂聚集型缺陷更容易产生.