本文計算了本征ZnS體系,N、P、As單摻雜ZnS體系、Cu/N共摻雜ZnS體系、Cu/P共摻雜ZnS體系和Cu/As共摻雜ZnS體系的優化超晶胞的晶格參數、電子結構、光學性質。計算結果表明:本征ZnS材料是一種直接寬帶隙半導體,禁帶寬度為2.134eV,由于價帶空穴具有大的有效質量,故實現ZnS晶體p-型摻雜比較困難。分析ZnS(N),ZnS(P),ZnS(As)三種單摻雜的晶格參數、能帶結構以及態密度,對比本征ZnS的能帶結構,發現N單摻雜ZnS在femi能級附近形成了一條深受主能級,并且使得空穴束縛態比較的接近價帶頂的電子束縛態,這樣就不容易發生電離現象,而且也使得N單摻雜ZnS系統的局域性增強,其結果導致N單摻雜系統的不穩定,無法提高N的固溶度,也使得摻雜濃度下降,所以一般在使用純N摻雜ZnS時,不能得到非常理想的p型ZnS。同時P單摻雜和As單摻雜相比于N單摻雜,由于其總態密度相對于N摻雜在費米能級沒有明顯的展寬,故穿越費米能級的價電子數相對較少,摻雜后的帶隙相比于N單摻雜并沒有變小,但仍屬于ZnS的p型摻雜,且其摻雜體系要相對于N單摻雜更加的穩定。ZnS(Cu,N)體系和Z...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 ZnS材料的基本性質
        1.1.2 ZnS的p型摻雜及光學性質研究進展
    1.2 理論依據及計算方法
        1.2.1 第一性原理計算方法
        1.2.2 密度泛函理論
    1.3 本文研究內容及創新點
        1.3.1 研究內容及其意義
        1.3.2 主要創新點
第2章 模型構建及本征ZnS的第一性原理計算
    2.1 超晶胞構建
    2.2 計算方法
    2.3 本征ZnS的第一性原理計算的可靠性分析
第3章 單摻雜p型ZnS的第一性原理計算
    3.1 N摻雜ZnS體系
        3.1.1 ZnS(N)體系的電子結構分析
        3.1.2 ZnS(N)體系的電荷密度分析
    3.2 P摻雜ZnS體系
        3.2.1 ZnS(P)體系的電子結構分析
        3.2.2 ZnS(P)體系的電荷密度分析
    3.3 As摻雜ZnS體系
        3.3.1 ZnS(As)體系的電子結構分析
        3.3.2 ZnS(As)體系的電荷密度分析
    3.4 結果與討論
第4章 共摻雜p型ZnS的第一性原理計算
    4.1 Cu/N共摻雜ZnS體系
        4.1.1 ZnS(Cu,N)體系的電子結構分析
        4.1.2 ZnS(Cu,N)體系的電荷密度分析
        4.1.3 ZnS(Cu,N)體系的光學性質
    4.2 Cu/P共摻雜ZnS體系
        4.2.1 ZnS(Cu,P)體系的電子結構分析
        4.2.2 ZnS(Cu,P)體系的電荷密度分析
        4.2.3 ZnS(Cu,P)體系的光學性質
    4.3 Cu/As共摻雜ZnS體系
        4.3.1 ZnS(Cu,As)體系的電子結構分析
        4.3.2 ZnS(Cu,As)體系的電荷密度分析
        4.3.3 ZnS(Cu,As)體系的光學性質
    4.4 結果與討論
總結及展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發表的學術論文目錄



本文編號：4003057