SrSnO_(3)作为透明导电氧化物的第一性原理研究

作     者：丁莉洁 张笑天 郭欣宜 薛阳 林常青 黄丹 Ding Li-Jie;Zhang Xiao-Tian;Guo Xin-Yi;Xue Yang;Lin Chang-Qing;Huang Dan

作者机构：广西大学物理科学与工程技术学院南宁530004 广西大学广西高校新能源材料及相关技术重点实验室南宁530004 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年第72卷第1期

页      面：51-59页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61964002) 广东省基础与应用基础研究基金粤桂联合基金(批准号:2020A1515410008)资助的课题 

主　　题：第一性原理计算 n型透明导电氧化物SrSnO_(3) 缺陷形成能 带边能量位置 

摘      要：SrSnO_(3)是一种钙钛矿结构的宽带隙半导体,透明性高、无毒且价格低廉,是一种有前景的透明导电氧化物的候选者.本文通过第一性原理计算,获得了SrSnO_(3)的电子结构,着重讨论了SrSnO_(3)的本征缺陷、外界元素掺杂的缺陷形成能及过渡能级,筛选出适宜的掺杂元素并指出了对应的实验制备环境,进一步根据带边能量位置对其电导性能机制进行了探讨.计算结果表明,SrSnO_(3)是一种基础带隙为3.55 eV、光学带隙为4.10 eV的间接带隙半导体,具有良好的透明性,电子的有效质量轻,利于n型电导.在富金属贫氧条件下,As,Sb掺杂SrSnO_(3)可以提升n型电导率;SrSnO_(3)的价带顶位于-7.5 eV处,导带底位于-4.0 eV处,其价带顶和导带底的能量位置均相对较低,解释了其易于n型掺杂而难于p型掺杂,符合宽带隙半导体材料的掺杂规律,最后,Sb掺杂SrSnO_(3)被提出为有前景的廉价n型透明导电材料.