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ZnO作为直接带隙宽禁带半导体中的一种,相对于其它氧化物半导体,其具有的物理特性和化学特性都比较优秀。现如今在很多的领域都应用到了ZnO所拥有的优良的光电和压电性质,对其潜在的性质的研究也成为了时下很热门的研究方向。然而本征ZnO材料中的载流子浓度不高,导致本征ZnO的导电性不太良好。为了提升ZnO的光电性质,可以通过掺杂一些杂质来控制ZnO的载流子浓度。截止到目前为止,研究发现n型掺杂的ZnO较为容易被实现,而p型掺杂的ZnO由于其稳定性不高的问题,很难达到实际应用的要求。本文的研究就是基于这个问题,应用Material Studio软件里面的CASTEP模块对p型掺杂的ZnO进行了模拟计算,为p型掺杂的ZnO的制备提供了理论基础。在计算的过程中,首先构建了ZnO的单胞结构,之后将构建的单胞结构扩展为3×3×2的ZnO超晶胞模型。在此基础上使用密度泛函理论中的广义梯度近似方法并且在考虑电子间的强关联作用的情况下对本征ZnO以及过渡金属元素与F掺入后的ZnO的能带结构、电子态密度、布居值以及光学性质进行了计算和分析,所得的结果如下:在用浓度为2.78%的过渡金属元素与F掺入ZnO后,对比掺杂前后ZnO体系的体积变化可以发现,由于掺入的过渡金属与F与本征ZnO中的离子大小不同,导致掺杂后的ZnO体系的体积会比本征ZnO体系大,体系内的键长也会增长。对掺杂体系的能量进行观察,发现掺入杂质后体系的总能量上升,稳定性降低。对本征ZnO和掺入杂质后的ZnO的能带结构、态密度以及分波态密度图进行了对比后发现,掺杂前和掺杂后的导带中的最低点和价带中的最高点都处于布里渊区的G点位置,说明了掺杂前后的ZnO都属于直接带隙半导体。在掺杂后的能带上产生了杂质能带,可以推测出掺入的杂质为深受主杂质,说明掺入杂质后的ZnO变为简并p型半导体。并且掺杂后O-2p和过渡金属元素的3d轨道发生了轨道杂化,价带部分就变为O-2p和过渡金属的3d轨道电子共同组成。分析掺杂前后的光学性质后发现,本征ZnO在低能区没有光吸收,但是掺杂后的ZnO在低能区的介电函数虚部以及光吸收谱都产生了一个新的峰值,并且在低能区的复折射率函数也产生改变,说明体系对长波吸收加强,吸收边向低能方向扩展,能量损失明显减小。分析了过渡金属(Cu、Mn)分别与F共掺杂ZnO模型的磁稳定性,发现与本征ZnO相比,Cu-F共掺杂ZnO和Mn-F共掺杂ZnO都表现为铁磁态,并且掺杂后体系的居里温度高于室温,可以作为自旋电子器件的备选材料。