Eu掺杂ZnO结构光电性质的第一性原理及实验研究

金属学报, 2013, 49(4): 506-512. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00667

Eu掺杂ZnO结构光电性质的第一性原理及实验研究

李泓霖 ^1, , 张仲 ^2, , 吕英波 ^3, , 黄金昭 ^4, , 刘如喜 ^5,

1.济南大学物理科学与技术学院,济南,250022

2.济南大学物理科学与技术学院,济南,250022

3.山东大学威海分校空间科学与物理学院,威海,264209

4.济南大学物理科学与技术学院,济南,250022

5.济南大学物理科学与技术学院,济南,250022

基金项目: 国家青年科学基金项目11104114和山东省科技发展计划项目2009GG2003028资助

关键词： ZnO , Eu , 掺杂 , 第一性原理

FIRST-PRINCIPLES AND EXPERIMENTAL STUDY ON THE ELECTRONIC AND OPTICAL PROPERTIES OF Eu DOPED ZnO STRUCTURE

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了稀土Eu掺杂ZnO结构的能带结构、态密度以及光学性质,并与未掺杂体系进行了对比分析.结果表明,Eu掺杂的ZnO结构引入了由Eu贡献的导电载流子,体系的电导率增强,Fermi能级上升进入导带并表现n型导电性.光学性质上,掺杂结构在低能区域的吸收系数要比纯净ZnO高.在随后的实验部分,通过烧结法制备了Eu掺杂的ZnO粉体,并利用SEM,XRD和光致发光光谱(PL)表征了掺杂前后ZnO结构的变化.结果表明,Eu的掺入使得ZnO的晶格常数变大,结晶程度变弱.

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