国家自然科学基金(61172028) 作品数:12 被引量:42 H指数:4 相关作者: 王培吉 逯瑶 张昌文 冯现徉 王喆 更多>> 相关机构: 济南大学 山东医学高等专科学校 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 山东省自然科学基金 博士科研启动基金 更多>> 相关领域: 理学 金属学及工艺 电子电信 更多>>
过渡金属掺杂SnO_2超晶格磁学和光学性质的研究 被引量:3 2014年 基于密度泛函理论的第-性原理,采用全势线性缀加平面波方法(FPLAPW)和广义梯度近似(GGA)来处理相关能,计算了n 层过渡金属Cr掺杂SnO2 超晶格的电子态密度、能带结构和光学性质(n=1,2,3).结果表明,掺杂使材料均表现出了半金属性,并且导电性和磁矩随着n 的增大而增强.掺杂后材料磁矩主要来源于Cr3d态,Cr的加入使O 的态密度产生了自旋极化现象.在0~1.8eV 处掺杂所形成的第一吸收峰的位置随着n 的增加而向高能方向推移,在1.8~7.0eV 处所形成峰的峰值随着n 的增大而增加,在7.0~17.0eV 处所形成的峰的峰值随着n 的增大而减小. 王喆 冯现徉 王培吉关键词:超晶格 态密度 掺杂Fe的SnO_2超晶格材料的电子结构和光学性质 2014年 采用全电势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,计算一层与两层Fe原子替代Sn原子的超晶格SnO2的电子态密度和各项光学参数。计算结果表明:掺Fe后材料均属于直接跃迁半导体,且呈现半金属性;随着掺杂层数的增加,费米能级进入价带,带隙逐渐减小,Fe原子之间耦合作用增强;吸收谱、消光系数等均与介电函数虚部谱线相对应,且均发生红移,吸收系数的吸收边随掺杂层数的增多而逐渐减小,各光学谱线随掺杂层数的增多在高能区的峰值明显降低。 王喆 逯瑶 王培吉关键词:超晶格 态密度 光学性质 电子和空穴注入对氮掺杂SnO_2材料光电性能的影响 2016年 采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波(FLAPW)方法研究了电子、空穴对N掺杂SnO_2光电性能的影响,结果表明注入空穴比注入电子的Sn16O31N体系禁带宽度减小了0.02 e V,比未注入电子、空穴的Sn16O31N体系变窄了0.04 e V,导带也相对展宽,体系呈现出半金属特性,SnO_2材料导电性能有所提高。注入空穴的体系光学特性也发生了较大的变化,其吸收系数、能量损失函数及折射率在低能区域低于本征和电子注入体系,整个体系的态密度向低能方向移动发生了红移,吸收边变宽,体系的光学响应增大。 邢丹旭 张昌文 王培吉关键词:SNO2 N掺杂 光电性能 Fe,S共掺杂SnO_2材料第一性原理分析 被引量:17 2012年 本文采用基于第一性原理的全电势线性缀加平面波(FP-LAPW)法,计算了Fe,S两种元素共掺杂SnO_2材料的电子结构和光学性质.结果表明:材料仍为直接禁带半导体,体系呈现半金属性;Fe,S共掺可以窄化带隙,且随S浓度增加,态密度向低能方向移动,带隙减小;共掺体系电荷密度重新分布,随S浓度增加,Fe原子极化程度增强,原子间键合能力增强.共掺后介电函数虚部谱与光学吸收谱各峰随S浓度增加而发生红移,光学吸收边减小. 逯瑶 王培吉 张昌文 冯现徉 蒋雷 张国莲关键词:电子结构 态密度 光学性质 Sn_(1-x)N_xO_2材料光电性质的研究 2011年 基于密度泛函理论的第一性原理,采用广义梯度近似(GGA)下的线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,应用WIEN2K软件计算了超晶胞结构Sn1-xNxO2材料的总态密度、能带结构和光学折射率及介电函数虚部。计算结果表明掺杂后费米能级向低能方向移动,随着掺杂量的增加,Sn1-xNxO2材料的价带和导带的分裂程度增强,禁带宽度逐渐减小,并且在1.35~2.50 eV的能量范围上形成了杂质带,其主要来源是N的2p态上的电子。分析Sn1-xNxO2材料的能带结构可知掺杂前后均是直接跃迁半导体,掺杂后其介电函数谱和折射率也与带隙相对应地发生红移,介电谱的跃迁峰与电子从价带到导带的跃迁有关,从理论上指出光学性质与电子结构之间的内在关系。 张国莲 逯瑶 冯现徉 张昌文 王培吉关键词:光电性质 第一性原理 Co、Mn共掺杂SnO_2超晶格的电子结构和光学性质 被引量:2 2014年 采用基于第一性原理的线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,应用广义梯度近似来处理相关能,研究了Co、Mn掺杂SnO2超晶格的电子态密度、能带结构和光学性质。研究结果表明,Co、Mn掺杂使材料表现出金属性。共掺杂Co、Mn的3d电子和O的2p电子产生了强烈的杂化作用,杂化作用使Co和Mn原子的磁矩<3.0μB。单掺杂Co时没有杂化作用,导致每个Co原子产生的磁矩为1.56μB。两种掺杂都在低能量区1.0 eV处形成新的介电峰,Co、Mn共掺杂与Co掺杂相比在1.5 eV处形成介电峰,吸收系数和反射系数也发生了相应的变化。 王喆 黄宝君 王培吉关键词:超晶格 SNO2 光学性质 第一性原理研究Fe掺杂SnO_2材料的光电性质 被引量:14 2011年 采用基于第一性原理的线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,研究Fe掺杂SnO2材料电子结构和光学性质,包括电子态密度、能带结构、介电函数和其他一些光学图谱.研究结果表明,掺Fe后材料均属于直接跃迁半导体,且呈现半金属性;随掺杂浓度增加,费米能级进入价带,带隙逐渐减小,Fe原子之间耦合作用增强;通过掺杂能够在一定程度上改变成键性质,使其具有金属键性质.光学谱线(吸收谱、消光系数等)与介电函数虚部谱线相对应,均发生蓝移,各峰值与电子跃迁吸收有关,从理论上指出光学性质和电子结构的内在联系. 逯瑶 王培吉 张昌文 冯现徉 蒋雷 张国莲关键词:态密度 介电函数 Fe,Mn共掺SnO_2超晶格电子结构和光学性质研究 被引量:7 2013年 基于密度泛函理论的第一性原理,采用了广义梯度近似(GGA)处理交换相关势,用Wien2k软件计算了SnO2超晶格掺杂单层Mn、双层Mn及Fe、Mn共掺情况下的态密度、能带结构、光学性质。结果表明SnO2超晶格单掺Mn时,材料表现为半金属性,这是由于Mn-3d与O-2p的耦合作用,而双层Mn掺杂时仅有O-2p提供。随Mn掺杂层数的增加,其光学性质在低能级处的峰值增大,光学吸收边发生红移,材料透光性能增强。当Fe、Mn共掺时,态密度向低能方向移动,能带结构在Fermi能级附近出现自旋极化,材料表现为半金属性,这是由于Fe与Mn强烈耦合所致。材料的吸收谱、反射谱、能量损失图谱变化趋势一致,但共掺杂比单掺时各谱更向低能方向移动。 王喆 逯瑶 王培吉关键词:态密度 光学性质 第一原理研究Sn(O_(1-x)N_x)_2材料的光电磁性质 2012年 基于第一原理的密度泛函理论,以量子化学从头计算软件为平台研究了Sn(O_(1-x)N_x)_2材料的光电磁性能,分析了体系的态密度、能带结构、磁性、介电虚部及折射率.计算结果表明,N替代O后,随着掺杂浓度的增加,体系的带隙先减小后增大,掺杂量为12.50%时带隙最窄.由于N 2p轨道电子的贡献,在0.55—1.05 eV范围内产生了浅受主能级,价带和导带处的能级均出现了劈裂及轨道的重叠现象,Sn—O键的键强大于N—O键的键强.从磁性来看,N原子决定了磁矩的大小.从介电虚部可知,掺杂后体系的光学吸收边增宽,主跃迁峰发生红移,反射率和介电谱相对应,各峰值与电子的跃迁吸收有关. 张国莲 逯瑶 蒋雷 王喆 张昌文 王培吉In掺杂ZnO超晶格光学性质的研究 被引量:7 2012年 采用基于第一性原理的线性缀加平面波方法,计算了超晶格ZnO掺In的光学性质.计算结果表明,掺入In元素后Fermi能级进入导带,介电函数、吸收系数、折射率、反射率都在Fermi面附近产生新的跃迁峰.随着掺杂层数的增多,跃迁峰发生红移,当掺杂两层In时跃迁峰峰值最大,同时吸收系数的吸收边随掺杂层数的增多而逐渐减小.与In掺杂ZnO超晶胞相比,ZnO超晶格在可见光范围内具有高透过率的特点. 冯现徉 逯瑶 蒋雷 张国莲 张昌文 王培吉关键词:超晶格 态密度 光学性质