摘要
采用基于第一性原理的贋势平面波方法,对不同P掺杂浓度正交相Ca2Si的几何结构、能带结构、态密度和光学性质进行计算,比较不同浓度P掺杂的几何结构、电子结构和光学性质。对不同P含量下Ca2PxSi1-x的几何结构比较研究得出:随着P浓度增加Ca2PxSi1-x的晶格常数a、c减小,b增加,体积减小;掺杂浓度对电子结构的影响主要体现在P掺杂Ca2Si使得费米面向导带偏移,且随着掺杂浓度的增加而更深入地嵌入导带中,费米面附近由Ca-d Si-p及P-p电子构成的导带和价带均向低能方向移动,带隙随着掺杂浓度的增大而增大;掺杂浓度对光学性质同样有较大的影响,Ca2PxSi1-x的静态介电函数、折射率随着P掺杂浓度的增加而增加,而反射谱随着P掺杂浓度的增加而减小。适当的P掺杂能够提高Ca2Si对光的吸收系数和折射率,降低光的反射,提高了Ca2Si的光电转换效率。
The geometrical structure, energy band structures, state density and optical prop- erties of P-doped Ca2Si have been calculated systemically by density functional theory （DFT） based on the first-principle pseudo potential wave method. The results show that lattice constant a and c decrease while b increases, and the volume of lattice decreases with P-doped concentration increasing. The band structure indicates that the Fermi energy moves into the conduction band deeper and deeper with the P density increasing. The conduction band and the valence band are mainly composed of Ca-d, Si-p and P-p near the Fermi energy level,and move to the direction of low energy, while the band gap becomes wider with the P-doped concentration increasing. Optical properties calculation shows that the static dielectric function and the refractive index increase, while the reflectance spectrum is reduced with the density of P increasing, and the absorption ef- ficiency and the photoelectric conversion efficiency are improved with appropriate P-doping.
出处
《固体电子学研究与进展》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第3期249-255,共7页
Research & Progress of SSE
基金
贵阳市科学技术基金资助项目(黔科合J字LKM[2011]30号)
贵州省科学技术联合基金资助项目(黔科合J字LKM[2011]30号)
贵州省优秀科技教育人才省长专项资金项目(黔省专合字[2011]74号)
教育部科学技术研究重点项目(210200)
贵州民族大学科研项目资助课题
关键词
硅化钙
电子结构
光学性质
P掺杂
第一性原理
Ca2Si
electronic structure
optical properties
P-doping
first-principle
作者简介
岑伟富（CEN weifu）男，硕士研究生，贵州省独山县人，2012年本科毕业于贵州民族大学应用物理学专业，现攻读硕士学位，主要从事电子功能材料研究。
E-mail：Ythin1969@sohu．com
