贵州大学大数据与信息工程学院，新型光电子材料与技术研究所,贵阳 550025
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法对Sc、Ce单掺和共掺后CrSi2的几何结构、电子结构、复介电函数、吸收系数和光电导率进行了计算。结果表明：Sc、Ce掺杂CrSi2的晶格常数增大，带隙变小。本征CrSi2的带隙为0.386 eV，Sc、Ce单掺及共掺CrSi2的禁带宽度分别减小至0.245 eV、0.232 eV、0.198 eV，费米能级均向低能区移动进入价带。由于Sc的3d态电子和Ce的4f态电子的影响，Sc、Ce掺杂的CrSi2在导带下方出现了杂质能级。掺杂后的CrSi2介电函数虚部第一介电峰峰值增加且向低能方向移动，说明Sc、Ce掺杂使得CrSi2在低能区的光跃迁强度增强，Sc-Ce共掺时更明显。Sc、Ce掺杂的CrSi2吸收边在低能方向发生红移，在能量大于21.6 eV特别是在位于31.3 eV的较高能量附近，本征CrSi2几乎不吸收光子，Sc单掺和Sc-Ce共掺CrSi2吸收光子的能力有所增强，并在E=31.3 eV附近形成了第二吸收峰。说明掺杂Sc、Ce改善了CrSi2对红外和较高能区光子的吸收。在小于3.91 eV的低能区掺杂后的CrSi2光电导率增加。在20.01 eV
第一性原理 掺杂 电子结构 光学性质 first-principle CrSi2 CrSi2 doping electronic structure optical property
贵州大学大数据与信息工程学院，新型光电子材料与技术研究所，贵阳 550025
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法，对Co掺杂CrSi2的几何结构、电子结构和光学性质进行了计算与分析。结果表明，掺杂后的CrSi2 晶格常数无明显变化，禁带宽度增大。由于Co元素3d电子的影响，在费米能级附近出现了杂质能级。掺杂后的CrSi2复介电函数虚部在低能方向发生红移，在 小于1.20 eV，大于2.41 eV的能量范围内光跃迁强度增强。吸收系数的主峰向高能方向移动，峰值增大，在小于1.38 eV，大于3.30 eV的能量范围改善了 CrSi2对红外光子的吸收。光电导率的主峰向高能方向移动，在小于1.16 eV，大于2.36 eV的能量范围内光电导率增强，说明掺杂Co元素后改善了CrSi2特别是 红外光区的光电性质，计算结果为CrSi2光电器件的研究制造提供了理论依据。
第一性原理 掺杂 电子结构 光学性质 first principle CrSi2 CrSi2 doping electronic structure optical property
1 安顺学院电子与信息工程学院, 航空电子电气与信息网络工程中心, 功能材料与资源化学特色重点实验室, 贵州 安顺 561000
2 贵州大学电子信息学院, 新型光电子材料与技术研究所, 贵州 贵阳 550025
采用第一性原理赝势平面波方法，对V-Al共掺杂CrSi2的几何结构、电子结构和光学性质进行了理论计算，并与未掺杂、V、Al单掺杂CrSi2的光电性能进行了比较。结果表明：V-Al共掺杂会增大CrSi2的晶格常数a和b，体积相应增大。V-Al: CrSi2是p型间接带隙半导体，带隙宽度为0.256 eV，介于V、Al单掺杂CrSi2之间；费米能级附近的电子态密度主要由Cr-3d、V-3d、Si-3p、Al-3p轨道杂化构成。与未掺杂的CrSi2相比，V-Al:CrSi2的静态介电常数和折射率增大，εi(ω)在低能区有一个新的跃迁峰。在光子能量为5 eV附近，εi(ω)的跃迁峰强度大幅减弱，吸收系数和光电导率明显降低，吸收边略有红移，平均反射效应减弱。V的掺入会削弱Al单掺杂的电子跃迁，V-Al共掺杂可以对CrSi2的能带结构和光学性质进行更精细的调节。
材料 V-Al共掺杂CrSi2 电子结构 光学性质 第一性原理
1 安顺学院物理与电子科学系, 贵州 安顺 561000
2 贵州大学理学院新型光电子材料与技术研究所, 贵州 贵阳 550025
采用基于第一性原理的赝势平面波方法，对不同Al掺杂浓度CrSi2的几何结构、能带结构、态密度和光学性质进行了计算和比较。几何结构和电子结构的计算表明：Al掺杂使得CrSi2的晶格常数a和b增大，c变化不大，晶格体积增大；Cr(Si1-xAlx)2仍然是间接带隙半导体，掺杂使得费米面向价带移动，且随着掺杂量的增大而更深地嵌入价带中，费米能级附近的电子态密度主要由Cr的3d态电子贡献。光学性质计算表明，随着掺杂量的增大，Cr(Si1-xAlx)2的静态介电常数、第一介电峰、折射率n0逐渐增大，平均反射效应减弱，表明Al掺杂有效增强了CrSi2对光的吸收，能够提高其光电转换效率。计算结果为CrSi2光电材料的应用和设计提供了理论指导。
光学材料 电子结构 光学性质 掺杂 第一性原理
1 中国科学院 南海海洋研究所, 广东 广州 510301
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)赝势平面波方法计算了锰掺杂二硅化铬(CrSi2)体系的能带结构、态密度和光学性质。计算结果表明未掺杂CrSi2属于间接带隙半导体,间接带隙宽度ΔEg=0.35 eV;Mn掺杂后费米能级进入导带,带隙变窄,且间接带隙宽度ΔEg=0.24 eV,CrSi2转变为n型半导体。光学参数发生改变,静态介电常数由掺杂前的ε1(0)＝32变为掺杂后的ε1(0)＝58;进一步分析了掺杂对CrSi2的能带结构、态密度和光学性质的影响,为CrSi2材料掺杂改性的研究提供了理论依据。
光学材料 电子结构 光学性质 掺杂 第一性原理
