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本文通过基于密度泛函理论的Material Studio7.0软件仿真模拟了ZnO共掺杂体系的电子结构和光学性质,计算了本征ZnO体系,Al、P单掺杂ZnO体系、Al/P共掺杂ZnO体系、Zn空位Al/P共掺杂ZnO体系的优化超晶胞的晶格参数及形成能、电子结构、光学性质以及体系的差分电荷密度。研究结果如下:1、本征ZnO材料是一种直接宽带隙半导体。Al掺杂后的形成能较小,体系较稳定,禁带宽度减小,吸收峰较ZnO发生红移,低能区域的反射率略微增加,导带电子载流子浓度增加,呈现n型。而对于P掺杂ZnO(PZn,PO,PZn-2VZn)体系,PZn有更低的形成能,呈现n型。Zn空位出现后,体系形成能增大,低于PO体系、禁带宽度减小,红移程度增强,低能区域的反射率增大。但整体而言,P掺杂ZnO的形成能比较高,禁带宽度较大,不利于p型导电。2、与P单掺杂体系相比,Al-P共掺杂体系的形成能减小,体系更稳定,共掺杂后带隙略微减小,导带底有效质量减小,电导率增大,介电函数虚部、吸收率、反射率在低能区域有所增加,呈现n型。提高Al/P掺杂比例时,体系的形成能更低,进一步禁带宽度减小,P周围的自由电子增多,使得与O原子的重叠区域增多,形成共价键,离子键减弱,自由电子之间的排斥作用减弱,体系更稳定,导电性更强。并且介电函数虚部、吸收率、反射率在低能区域随着P掺杂量的提高而增强。3、与Al/P共掺杂体系相比,Zn空位的Al/P共掺杂体系,随着Zn空位浓度的增加,掺杂体系的形成能增大,稳定性减弱,带隙呈现先减小后增大的变化规律,体系逐渐呈现p型性质。Zn空位出现后,Al-P体系的带隙减小,吸收谱发生红移,低能区域的反射率降低,体系呈现p型。而Al和P以1:2的比例掺杂时,Zn空位浓度不变下的体系掺杂形成能降低,体系更稳定,掺杂带隙进一步减小,红移程度减弱,电导率增大,平行于c轴方向的P-O键的电子云重叠增大,共价键增强,重叠程度最大,P周围形成更多的自由电子,进而造成ZnO的p型化更明显。因此,提高Al/P掺杂量且出现Zn空位时,体系可以得到光学性能更好的p型ZnO。