1 河北工业大学电子信息工程学院，天津 300401
2 天津电子材料与器件重点实验室，天津 300401
基于第一性原理计算软件Siesta，分析了全无机钙钛矿材料CsBI3（B=Pb，Sn，Ge）的结构、电学性质和光学性质。首先，基于GGA-PBE和GGA-PBEsol方法获得稳定的材料结构。其次，基于GGA-PBE和GGA-BLYP两种密度泛函方法分析了材料的带隙，并且通过改变材料的晶格常数，模拟材料产生的应变，对比发现材料的带隙随着晶格常数的增加而增加。此外，在超胞CsPbI3中少量掺杂Ge，发现材料的带隙会缩小 0.7%到3.8%。最后，从光吸收系数可以看出，CsPbI3和CsGeI3的光吸收系数都接近6×105 cm-1，但是前者的吸收峰值位于350 nm附近，后者位于410 nm附近，而CsSnI3的光吸收系数接近4.75×105 cm-1，吸收峰位于350 nm附近。
材料 全无机钙钛矿 带隙 Ge掺杂 Siesta GGA-BLYP 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1516002
南京理工大学 材料科学与工程学院, 南京 210094
MnTe作为一种新型的无铅p型热电材料, 在中温区热电领域具有广阔的应用前景, 但其本身的热电性能不足以与高性能n型热电材料相匹配。本研究通过真空熔炼-淬火和放电等离子烧结的方法制备不同Ge掺杂量的致密且均匀的Mn1.06-xGexTe(x=0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04)多晶块体样品。过量的Mn可以有效抑制MnTe2相, 提高基体相的热电性能。通过掺杂4%Ge粉末, 材料的载流子浓度提高到7.328×1018 cm-3, 电导率在873 K增大到7×103S∙cm-1, 功率因子提升至620 μW∙m -1∙K-2。同时, 通过点缺陷增强声子散射使材料的热导率降低到0.62 W∙m-1∙K-1, 实现了对材料电声输运性能的有效调控。Mn1.02Ge0.04Te在873 K获得了0.86的热电优值ZT, 较纯MnTe材料提高了43%。
MnTe热电材料 Ge掺杂 载流子浓度 晶格热导率 MnTe thermoelectric material Ge doping carrier concentration lattice thermal conductivity
1 同济大学高等研究院物理科学与工程学院,先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学化学科学与工程学院, 上海 200092
3 上海蓝宝石晶体工程研究中心, 上海 200092
采用浮区法(FZ)生长Ge掺杂β-Ga2O3晶体, 利用XRD和Raman光谱研究了掺杂对晶体结构的影响。透射光谱测试表明, 随着Ge离子掺杂浓度增加, Ge∶β-Ga2O3晶体光学带隙增大。在4.67 eV紫外光激发下, Ge∶β-Ga2O3晶体的发光强度与β-Ga2O3晶体相当, 发光衰减时间比β-Ga2O3晶体更快。
氧化镓 Ge掺杂 发光性能 快衰减 gallium oxide Ge-doped luminescence property fast decay
1 西安理工大学电子工程系, 陕西 西安 710048
2 国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所, 北京 102211
基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)赝势平面波方法,对Ge 掺杂(GexSi1-xC)的6H-SiC 电学、光学特性进行了理论计算和分析。杂质形成能的计算结果表明，Ge 原子占据Si 位后能量更低，更加稳定。通过对电子结构、态密度和光学性质的比较发现，6H-SiC 的价带顶主要由C 的2 p 态占据，而导带底由Si 的3 p 态占据。随着更多的Ge 掺入，导带底位置逐渐由Si 的3 p 态电子决定转变为Ge 的4 p 态电子决定，同时导带底向低能方向移动，带隙变窄。比较介电常数发现，对Ge 掺入最多的Ge0.333Si0.667C，其电子跃迁机理比6H-SiC 简单，吸收边及最大吸收峰分别向低能方向红移了0.9 eV 及3.5 eV。
Ge 掺杂 第一性原理 密度泛函理论 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 061607
