【摘 要】
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为了探究Cl杂质对Cu2O体系的影响机理,采用基于密度泛函理论的第一性原理,通过Cl原子代替O原子建立同等条件下不同浓度的Cu2O1-xClx模型,并对Cu2O的晶体结构进行优化,计算并
【机 构】
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河北大学电子信息工程学院; 河北大学计算材料与器件模拟研究中心;
【基金项目】
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河北大学大学生创新创业训练计划资助项目(2016103)
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为了探究Cl杂质对Cu2O体系的影响机理,采用基于密度泛函理论的第一性原理,通过Cl原子代替O原子建立同等条件下不同浓度的Cu2O1-xClx模型,并对Cu2O的晶体结构进行优化,计算并分析体系的几何结构、能带结构、态密度和光学特性。计算结果表明:Cl掺杂导致Cu2O的晶格常数变大,并在Cu2O禁带中形成了一条主要由Cl 3p轨道组成的浅施主杂质能级。该能级跨越费米面,使电子可以经过杂质能级跃迁至导带,减少了电子跃迁所需要的能量,使Cu2O呈现半金属性;随着掺杂浓度的增大,禁带宽度依次减小为0.444,0.424,0.221 eV,从而出现吸收带边的红移;不同浓度Cl掺杂下,Cu2O对可见光的吸收能力得到极大改善。
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