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运用第一性原理研究氧化锌电阻阀片中氧空位与掺杂条件下ZnO晶体电学性质
First-principles study on the electrical properties of oxygen vacancies and doping atoms in ZnO supercell in zinc oxide resistors
摘要点击 79  全文点击 22  投稿时间:2018-05-27  修订日期:2018-06-23
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DOI编号  
中文关键词   氧化锌电阻阀片  电学性质  第一性原理
英文关键词   zinc oxide resistors  electrical properties  first-principle
基金项目   国家自然科学基金
作者单位E-mail
李亚莎 三峡大学电气与新能源学院 liyasha@ctgu.edu.cn 
黄太焕 三峡大学电气与新能源学院  
章小彬 三峡大学电气与新能源学院  
徐程 三峡大学电气与新能源学院  
刘志鹏 三峡大学电气与新能源学院  
中文摘要
    为了比较Nb2O5、MnO2、MgO三种添加剂对氧化锌电阻阀片电学性能影响,在微观层面模拟Nb、Mn、Mg三种元素分别掺杂ZnO完整超晶胞和带有氧空位缺陷的ZnO超晶胞,并运用第一性原理分析掺杂晶胞的特性。本文计算了晶体结构、掺杂形成能、氧空位形成能、能带结构、态密度、载流子迁移率、电导率等。结果表明,掺入Nb原子的掺杂体系晶格体积最大,Mg掺杂体系的形成能最大,稳定性最弱,Nb掺杂氧空位形成能最低,更容易引入氧空位。Nb掺杂的ZnO超晶胞禁带宽度最小,氧空位缺陷增大掺杂晶体的禁带宽度。在相同掺杂浓度和同等条件下,Mn掺杂的晶体电导率最高。
英文摘要
    In order to compare the properties of zinc oxide resistors ,which were independently doped with Nb2O5、MnO2、MgO. First-principles was used to investigate three different Nb, Mn, Mg atom doping to ZnO supercell or supercell with oxygen vacancies. The lattice structure, formation energy, O vacancies formation energy, band structure, density of state, carrier mobility, electrical conductivity were caculated .The Nb-doped cell has the biggest volume. Mg doping system has the largest formation energy and the weakest stability. The formation energy of O vacancies in Nb system is lowest , which is easy to form O vacancies .The band gap of Nb doping system is the smallest, oxygen vacancies defect increase the band gap. Mn doping system has the highest conductivity.

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