过渡金属掺杂二氧化锡材料光电性质

【作者】 逯瑶； 王培吉； 张昌文；

【机构】 济南大学物理科学学院；

【摘要】 采用基于第一性原理的全电势线性缀加平面波（FP-LAPW）法,分别计算了不同浓度Fe、Mn单掺以及Fe、S共掺杂SnO₂材料(即:Sn_1-xFe_xO₂,Sn_1-xMn_xO₂,Fe-S和Fe-2S)的电子结构和光学性质。结果表明,三种掺杂结构下材料均为直接跃迁半导体。掺Fe后呈现半金属性,随掺杂浓度增加费米能级进入价带带隙减小,Fe原子之间耦合作用增强;而Fe、S共掺也呈现半金属性,且S原子的加入使Fe:SnO₂体系带隙减小,从而导电性更强;Mn单掺后由于Mn 3d和0 2p强烈的耦合相互作用,使得带隙内产生了一系列杂质态,从而导电性增加。Fe单掺后光学谱线发生蓝移,光学吸收边减小,而Fe、S共掺以及Mn单掺后发生红移,各光学峰值与电子吸收有关。更多还原