富Be的ZnBeO材料的第一性原理研究

作     者：姬延明 

作者单位：内蒙古师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵凤岐

授予年度：2015年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

主      题：第一性原理 电子结构 形成能 光学性质 ZnBeO 

摘      要：ZnO作为一种新型优良的宽禁带直接带隙半导体材料,常温常压下呈现六角纤锌矿结构。Zn O的禁带宽度为3.37e V,其激子束缚能为60me V。由于ZnO本身特性,它在光电材料这一方面一直深受广大学者的青睐。现阶段运用计算机模拟计算方法进行材料性质的分析预测技术逐渐成熟,这是离不开高速发展的计算机技术以及不断完善的计算物理学,尤其在这些助力推动下第一性原理的理论计算方法已经成为当今物理学中非常重要的研究手段。本文主要采用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,运用Material Studio 5.0软件计算了掺杂不同浓度Be原子的ZnO材料的形成能、带隙宽度、态密度分布、吸收光谱、介电函数、折射率、反射率和能量损失谱,并对结果进行分析和讨论。首先,研究表明,在四种不同浓度Be原子掺杂(0.0417、0.0833、0.125、0.1667)的条件下,Be原子掺杂浓度越增加,掺杂体系晶格常数a和c都减小,掺杂体系的稳定性越增强,形成能越减小,带隙宽度越变宽,导带底和价带顶都越向高能带方向移动。导带底向高能带方向移动大于价带顶向高能带方向移动。其次,研究了掺杂不同浓度Be条件下,Zn1-x BexO三元合金材料的光学性质。结果表明,Be掺杂量越增加,掺杂体系吸收光谱蓝移越显著,掺杂体系反射率损失率在低能区域峰值下降越显著,峰值所对应的能量向高能方向移动越显著,低能区域透光性越变强。