Sc掺杂正交相Ca2Si电子结构及光学性质的第一性原理

摘要：

采用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)赝势平面波方法,对块体及掺Sc的正交相Ca2Si的电子结构和光学性质进行了系统计算.计算结果表明,掺Sc后的Ca2Si能带向低能端偏移,形成n型半导体,正交相结构能隙变为0.6084eV,相比块体Ca2Si带隙加宽了一倍,但仍为直接带隙半导体.Ca2Si掺杂Sc后,正交相导带主要是Ca的4s、3d态和Sc的3d、3p态电子构成,静态介电常数变大,折射率也变大,吸收系数相比块体在低能段基本无变化,在高能段虽吸收系数减小,但仍保持105数量级且大于β-FeSi2的吸收系数,说明Ca2Si在太阳能电池上具有较好的应用前景.通过掺杂有效调制了Ca2Si的电子结构和光学性质,计算结果为Ca2Si光电材料的设计与应用提供了理论依据.

关键词：Ca2Si、正交相、掺杂、电子结构、光学性质、第一性原理

所属期刊栏目：29

分类号：O474;O481.1;O472+.3(半导体物理学)

资助基金：贵州大学研究生创新基金资助校研理工2011001;国家自然科学基金项目60766002;科技部国际合作专项项目2008DFA52210;贵州省科技攻关项目黔科合GY字20113015;贵州省科技创新人才团队建设专项资金黔科合人才团队20114002

在线出版日期：2013-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3500-3507