不同濃度的Nd摻雜對氧化鋅的光學性質的影響
發(fā)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(yōu)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(fā)現(xiàn)，摻雜不同濃度的稀土元素可以使氧化鋅的光電性能發(fā)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(shù)、吸收系數(shù)和反射系數(shù)。然后分析了不同摻雜濃度體系的介電函數(shù)。最后，計算了不同摻雜濃度體系的吸收系數(shù)。
所有的計算都是根據(jù)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(lián)勢是廣義梯度近似（GGA）。計算參數(shù)設置：采用Monkorst-park特殊k點，5×5×3網格對整個布里淵區(qū)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(yōu)化。晶格常數(shù) 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(shù)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(yè)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。
