Al,Ga,Ge,As,P掺杂对SnO2电子结构及光学性能的影响

摘要

本文采用密度泛函理论,结合广义梯度近似(GGA),对X(Al,Ga,Ge,As,P)掺杂原子不同掺杂位置的模型进行几何优化,计算分析了掺杂后置换模型的电子结构和光学性质,结果发现不同掺杂原子对体内物质结构、电子云分布和导电性能均有不同影响。研究发现,掺杂的置换模型形成要易于间隙位置,其中掺杂元素Ge存在金属和半导体两种属性,其带隙宽度最小,与其它掺杂元素差别较大,即掺杂后导电能力要明显优于其它非金属元素。掺杂模型的电子云分布表明掺杂金属元素的影响变化很相近,非金属元素影响差异较大主要由于P和As离子半径的差异。光学性质计算发现,掺杂As的吸收系数在10.13eV位置达到最大,反射系数在约12.0eV位置达到峰值,能量损失最大为Ga元素,通过调整掺杂元素,可以改变SnO2光谱分布和光学性质。