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不同濃度的Nd摻雜對氧化鋅的光學性質的影響_

不同濃度的Nd摻雜對氧化鋅的光學性質的影響

發布時間:2023-12-07


       氧化鋅是一種寬禁帶半導體材料,成本低,制備工藝簡單。因此,摻雜稀土元素的氧化鋅在制備光電器件方面具有廣闊的應用前景。理論上講,銪摻雜氧化鋅具有優良的物理化學性能。實驗上,銪摻雜的氧化鋅已被用于顯示設備,如平板電視。


       通過理論研究發現,摻雜不同濃度的稀土元素可以使氧化鋅的光電性能發生相當明顯的變化。但是,關于不同濃度的Nd摻雜對氧化鋅光學性質的影響,理論研究很少。本文主要采用基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,研究了稀土元素釹摻雜ZnO的光學性質。首先,比較了其中一種摻雜濃度和純ZnO體系的介電函數、吸收系數和反射系數。然后分析了不同摻雜濃度體系的介電函數。最后,計算了不同摻雜濃度體系的吸收系數。


       所有的計算都是根據密度泛函理論的第一原理計算程序在維也納Abinit仿真軟件包(VASP)中進行的。使用的交換關聯勢是廣義梯度近似(GGA)。計算參數設置:采用Monkorst-park特殊k點,5×5×3網格對整個布里淵區求和,平面波截止能量為450eV。為了得到可靠的結果,靜力計算的基礎上進行結構優化。晶格常數 a = b =0.3249 nm , c =0.5206 nm ,其中 c / a 為1.602。Zn-O鍵長沿c軸方向為0.1992 nm,其他方向為0.1973 nm。在本文中,我們構建的純ZnO晶體的模型是:純ZnO晶體的超晶胞由36個原子組成,是在ZnO晶胞的基矢方向上延伸兩個單元得到的3×3×1的超晶胞。模型(如圖1a所示)。O、Zn和Nd的價電子分別為O2s22p4、Zn3d104s2和Nd5s25p65d16s2。不同濃度的稀土元素(Nd)的摻雜模型如圖1所示。其中,(a)是純Z數的3×3×1的超級單體(b)Nd-36是一個3×3×1的超級單體。(c)釹-72是一個3×3×2的超級電池。(d)Nd-108是一個3×3的超級單體。


       肇慶新潤豐高科技材料有限公司擁有完整的氧化鋅產業鏈。其主要產品包括陶瓷級氧化鋅(99氧化鋅、99煅燒氧化鋅、99.5煅燒氧化鋅、RA95煅燒氧化鋅、RA95型釉活性氧化鋅、輪胎級氧化鋅、橡塑級氧化鋅、電子研磨工具專用氧化鋅等。

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