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CdS:Al体系光学性质的第一性原理计算（一项DFT+U研究）

DOI：10.1088/2053-1591/aaf5a8 期刊：Materials Research Express 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 在当前研究中，我们通过计算研究了掺铝CdS体系在1×1×2、2×2×1、2×2×2超胞构型及DFT+U(1×2×2)条件下的光学性质。将Cd原子替换为Al原子后，光学性质结果显示2×2×1超胞构型出现显著变化。本研究采用Wien2K代码在DFT框架内运用PBE-GGA和GGA+U方法执行。与1×1×2超胞构型相比，2×2×1超胞构型及DFT+U的光学吸收呈现蓝移，而2×2×2构型则出现红移。研究表明光学性质得到增强且可见光区吸收增加。因此，Al掺杂主晶格CdS表明其光电性质获得提升，这证明该材料适用于纳米技术和光电器件领域。
作者： M. Junaid Iqbal Khan，Zarfishan Kanwal
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

计算不同超胞构型及DFT+U方法下掺铝硫化镉体系的光学性质，探索其光电性能增强效应在纳米技术和光电器件应用中的潜力。

研究成果

研究表明，CdS晶格中掺杂铝元素可增强光学性能，在2×2×1超胞构型中观察到显著变化。光学吸收显示2×2×1构型与DFT+U方法呈现蓝移现象，而2×2×2构型则出现红移。这些发现表明，由于光学电学性能的提升，铝掺杂CdS在纳米技术和光电器件领域具有应用潜力。

研究不足

该研究为计算性质，依赖于理论模型，可能无法完全反映所有实验条件或材料行为。特定超胞配置和DFT+U近似方法的使用可能会限制研究结果的普适性。

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