1 广西民族师范学院 物理与电子工程学院
2 广西 崇左 532200
3 北京工业大学 材料科学与工程学院
4 北京 100124
采用密度泛函理论计算分析的方法系统研究了Al掺杂TiO2基晶体材料的电子结构和光学性质.结果表明,本征TiO2材料具有直接带隙型能带,其带隙宽度为2.438 eV,Al掺杂TiO2材料同样具有直接带隙型能带,其带隙宽度降低至2.329 eV.本征TiO2与Al掺杂的TiO2材料均含有五个子能带,但是Al掺杂TiO2 材料子能带位置发生改变.Al掺杂在TiO2材料价带中引入大量新的能级,降低了费米能级上的态密度,Al掺杂为n型掺杂.对于Al掺杂TiO2材料来说, s态电子和p态电子主要在Al 掺杂TiO2 材料的带内跃迁过程起较大的作用.Al掺杂的TiO2材料最强的介电吸收峰在320 nm附近,Al掺杂拓展了TiO2材料的光吸收范围,其介电吸收能量范围向长波方向移动.本征TiO2及Al掺杂TiO2材料在1000 nm 以下波长的折射率曲线相似.Al掺杂TiO2材料在500 nm以下的折射率较本征TiO2材料降低,而500 nm 以上折射率较本征TiO2 材料增大.
光电子学 Al掺杂 电子结构 光学性质 optoelectronics TiO2 TiO2 Al-doping electronic structure optical properties
1 广西民族师范学院物理与电子工程系, 广西 崇左 532200
2 广西民族师范学院化学与生物工程系, 广西 崇左 532200
3 河南城建学院数理学院,建筑光伏一体化河南省工程实验室, 河南 平顶山 467036
4 北京工业大学材料科学与工程学院,新型功能材料教育部重点实验室, 北京 100124
基于平面波密度泛函理论研究了电场强度为10 V·nm-1下立方结构氧化镍的电子结构性质。 结果表明:立方相氧化镍在电场强度10 V·nm-1下呈现导体的能带结构,价带上移到导带,态密度 谱图在多个能量取得最值,局域化效应增强,费米能级附近的态密度增大为原系统的2倍多。 费米能级上的载流子浓度由4 e/eV增大到15 e/eV, 这源于Op、Nis、Nid态对费米面的贡献。强电场下的电子在不同量子状态之间显示了明 显的转移,介电函数计算表明强电场下体系在0.32 eV附近具有最大的吸收,吸收峰峰值66.89。 强电场明显调控了NiO的电学、光学和场致光吸收性能。
光电子学 立方氧化镍 强电场 电子结构 optoelectronics cubic NiO high electrical field electronic structure
