Na掺杂对闪锌矿ZnS电子结构和光学性质的第一性原理浅析

来源期刊：功能材料2014年第1期

论文作者：熊远鹏 吴波 王敏 周泽友 赵春凤 吴育锋

文章页码：1038 - 1043

关键词：ZnS红外材料;电子结构;光学性质;第一性原理计算;

摘    要：采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法,在广义梯度近似（GGA）框架下,研究了纯净闪锌矿ZnS-B3和Na掺杂ZnS后的晶体结构、电子结构和光学性质。详细分析了不同Na掺杂浓度对ZnS的晶格常数、电子态密度和能带结构的影响,讨论了费米能级附近的电子组态对ZnS光学性质的影响。结果表明,掺杂Na对ZnS光学性能有极大的影响,当Na离子掺杂浓度为6.25%（原子分数）时,表现出较好的综合光学性质;当掺杂浓度为12.5%（原子分数）时,体系有效负电荷离子浓度增加,S3p态穿过费米能面,引起S3p态电子产生跃迁,在低能量红外区域产生新介电峰,引起光吸收,降低了ZnS材料的透红外性能。理论预测结果与文献报道的实验结果相吻合。