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1、摘要摘要在近幾十年，由于光電信息技術的發(fā)展，紫外短波光電器件成為研究的熱點。ZnO是一種寬帶隙半導體材料，由于它在紫外波段存在受激發(fā)射而成為一種重要的光電材料并引起人們的極大重視。作為一種新型的II．vI族半導體材料，ZnO具有許多優(yōu)異的性能。但是，一般制備出的ZnO薄膜材料均是n型，很難實現(xiàn)P型的摻雜。因此，ZnO的P型摻雜是實現(xiàn)其器件化應用的關鍵技術，也是目前ZnO研究的關鍵課題。早些時候人們都將注意力集中于把氮作為ZnO的摻雜源，但高空穴濃度、高遷移率的P型ZnO遲遲沒有實現(xiàn)。與此同時，Ag摻雜ZnO的研究相對較少，特別是在理論方面?；?/p>
2、于上述背景，本論文采用基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢法對Ag摻雜ZnO的幾何結構、雜質形成能和電子結構進行了比較系統(tǒng)的研究。主要研究內容及其結果如下：本文采用廣義梯度法(GGA)計算了纖鋅礦ZnO晶格常數(shù)、幾何結構、能帶結構、態(tài)密度和本征缺陷。結果顯示，硒(Zn在間隙位)形成能較小，在未故意摻雜ZnO中存在的Z珥是它成為n型半導體的主要原因之一，這與普遍認為未故意摻雜ZnO的n型導電以本征缺陷以Zni和Vo(O空位)為主有所不同。本文首次采用GGA研究了Ag摻雜ZnO的各種構型。通過對Ag在Zn位、O位和間隙位的形成能、幾何結構和電子
3、結構的研究發(fā)現(xiàn)，雖然在富氧條件下，有利于Ag占據(jù)zn位，即有利于受主能級的形成，但是，Ag占據(jù)zn位形成了深受主，這是單純的Ag摻雜較難獲得P型ZnO材料的主要原因。本文通過第一性原理的GGA方法首次計算了在Ag摻雜ZnO體系中的復合體缺陷，發(fā)現(xiàn)復合體缺陷往往形成受主的可能性要遠遠大于施主的可能徑x同時，根據(jù)計算結果，首次指出了Ag和H共摻雜有利于ZnO的P型導電。本論文得到了國家863納米專項課題(No．2003AA302160)和電子發(fā)展基金資助。關鍵詞：密度泛函；第一性原理；ZnO,Ag；電子結構；ⅡAbstractABSTRACTOv
4、erthepastdecades，withthedevelopmentofphotoelectricinformationtechnology,thestudyofdeviceofultraviolet(UV)luminescenceintheshortwavehasbecomehot．ZnO，awide-bandsemiconductormaterial，thelargeexcitonbindingenergy(60meV)ofwhichCanensureefficientexcitoulcemissionandultraviolet(Uv
5、)luminescenceatroomtemperature，becomeoneofthemajorfocusesintheresearchfieldofsemiconductorshort-wavelengthdevices．AsanewkindofnovelsemiconductoroftheII-VIgroup，ithasalotofuniquephotoelectricproperties．But,ZnOthinfilmisn-typematerialingeneral，SOthatitishardtoachievep-typedop
6、ing．Thereby,p-typedopingisakeytechnologyofopticelectronicapplications，whichisahotspotofthisstudy．Theresearcherswel"emainlyattractedinni廿ogendopedZnOinanearlyphase．However’sufficienthighqualityp-typeZnO、析thlowresistivityandhi曲mobilityisyettobeachieved．Moreover,compared、Ⅳimth
7、eotherdopants，theAgdopedZno，waslessstudiedespeciallyinthetheory．Basedonthatbackground,amethodusingfirstprinciplesandpseudopotentialsaccordingtodensityfunctionaltheoryisappliedtocalculatethegeometricstrueture，theformationenergyofimpuritiesandtheelectronicstructureofZnOdopedw
8、itllAg．Weomlinethemaincontentsandresultsinthestudyasfollow：Firstly,wecalculatedthe
