Mg单原子替位掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性质计算研究

材料导报, 2015, 29(18): 122-126. doi: 10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.027

Mg单原子替位掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性质计算研究

宋庆功 ^1, , 徐霆耀 ^2, , 杨宝宝 ^3, , 郭艳蕊 ^4, , 陈逸飞 ^5,

1.中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津,300300

2.中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津,300300

3.中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津,300300

4.中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津,300300

5.中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津,300300

基金项目: 中国民航大学中央高校基本科研业务费(3122014K004)

关键词： Mg掺杂β-Ga2O3 , 第一性原理 , 晶体结构 , 电子结构 , 光学性质

An Investigation on the Electronic Structure and Optical Property of β-Ga2O3 Single Doped with Mg-substitution

Keywords： β-Ga2O3 doped with Mg , first-principles , crystal structure , electronic structure , optical property

宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的物理化学性能而备受关注,通过掺杂改善β-Ga2O3性能一直是研究的热点.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用广义梯度近似加U对Mg单原子掺杂β-Ga2O3体系的晶体结构、电子结构和光学性质等进行了研究和分析.总能量和结合能的对比显示:单原子替位掺杂β-Ga2O3时,Mg优先替代八面体位的Ga原子形成Mg-Gao体系.电子结构显示,Mg-Gao体系变为间接半导体,带隙变窄为4.672eV;其自旋极化率为100％,呈现半金属特性.作为光学材料,Mg-Gao体系可在紫外、深紫外区域工作,并且折射率、反射率和吸收率有所降低,透射率明显提高.

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