研究目的
研究掺铜闪锌矿结构GaN的光学特性及其在新型光电子器件中的应用。
研究成果
研究表明，铜掺杂可增强闪锌矿氮化镓的电光性能，使其适用于多种光电器件。费米能级附近的局域d态和光学吸收的红移是关键发现。该材料在光子学、功率电子器件、太阳能电池、光电子学、紫外光电探测器和发光二极管领域展现出应用潜力。
研究不足
该研究为计算性质，未考虑相对论效应。理论发现的实验验证未提供。
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Cu掺杂闪锌矿结构GaN光学性质的第一性原理研究及其在新型光电子器件中的应用
DOI：10.1016/j.ijleo.2020.164529
期刊：Optik
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
当前计算研究聚焦于采用Wien2K软件中PBE-GGA近似方法计算掺铜闪锌矿GaN体系的光学性质。我们分别考虑了对应1×1×2、1×2×2、2×2×2超胞构型的6.25%、3.12%、1.56%三种铜掺杂浓度，每种浓度下均用一个铜原子取代一个镓原子，并系统对比了纯GaN与各掺铜浓度体系的光学性质。总态密度(TDOS)和分波态密度(PDOS)图谱揭示了镓p态、氮p态及铜d态的贡献。光学吸收谱较纯GaN出现红移，通过分析铜氮原子相互作用，我们观测到导带底或费米能级处存在局域化d态。因此，掺杂杂质铜后闪锌矿GaN的电光性能得到增强，该材料有望应用于光子学、功率电子器件、太阳能电池、光电子学、紫外光电探测器及LED等领域。
作者：
M. Junaid Iqbal Khan，Juan Liu，Sheraz Hussain，M. Nauman Usmani，Muhammad Ismail Khan，Ata Ur Rahman Khalid
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