編號(hào)：CYYJ02823
篇名：摻雜和應(yīng)變對(duì)硅納米線電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的調(diào)制影響
作者：張加宏 王超 劉清惓 顧芳 李敏
關(guān)鍵詞： 硅納米線(SiNWs) 摻雜 應(yīng)變 電子結(jié)構(gòu) 光學(xué)性質(zhì) 第一性原理
機(jī)構(gòu)： 南京信息工程大學(xué)江蘇省大氣環(huán)境與裝備技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心 南京信息工程大學(xué)物理與光電工程學(xué)院
摘要： 為了研究摻雜和應(yīng)變對(duì)[111]晶向硅納米線(silicon nanowires,SiNWs)的電子結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)的調(diào)制影響,基于密度泛函理論體系下的廣義梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法開展了相關(guān)計(jì)算。能帶計(jì)算表明:空位摻雜和元素?fù)诫s均引入雜質(zhì)能級(jí),形成了N型和P型半導(dǎo)體材料。單軸應(yīng)變則進(jìn)一步減小了帶隙,增強(qiáng)了摻雜硅納米線的導(dǎo)電性,但由于應(yīng)變也修飾了費(fèi)米面附近能級(jí)的形貌,能帶曲率突變影響了體系的導(dǎo)電性能。光學(xué)性質(zhì)計(jì)算表明:相比于空位摻雜,元素?fù)诫s更有效地改變了SiNWs的介電函數(shù)、吸收系數(shù)、折射率與反射率等光學(xué)參數(shù),而單軸應(yīng)變則削弱了元素?fù)诫s的影響。拉應(yīng)變提升了光吸收的范圍和強(qiáng)度,尤其是可見光波段,使摻雜硅納米線成為優(yōu)質(zhì)光伏材料,壓應(yīng)變則降低了對(duì)紫外光波段的吸收效率。在紫外區(qū)域,拉應(yīng)變和壓應(yīng)變對(duì)摻雜硅納米線的折射率與反射率的影響相反,在紅外和可見光區(qū)域影響則一致。研究結(jié)果為基于應(yīng)變和摻雜硅納米線的光電器件設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供一定的理論參考。
