Cd对纤锌矿ZnO极化特性的影响以及Zn0.75Cd0.25O/ZnO界面能带偏差的第一性原理研究

人工晶体学报, 2015, 44(9): 2577-2582.

Cd对纤锌矿ZnO极化特性的影响以及Zn0.75Cd0.25O/ZnO界面能带偏差的第一性原理研究

吴孔平 ^1, , 慈能达 ^2, , 汤琨 ^3, , 叶建东 ^4, , 朱顺明 ^5, , 顾书林 ^6,

1.安徽理工大学电气与信息工程学院,淮南,232001

2.安徽理工大学电气与信息工程学院,淮南,232001

3.南京大学电子科学与工程学院微结构国家实验室,南京,210093

4.南京大学电子科学与工程学院微结构国家实验室,南京,210093

5.南京大学电子科学与工程学院微结构国家实验室,南京,210093

6.南京大学电子科学与工程学院微结构国家实验室,南京,210093

基金项目: 安徽省自然科学基金(1208085QF116) 国家自然科学基金(61025020,61274058)

关键词：自发极化 , 静电势平均 , 能带偏差 , 锌镉氧合金

First-principle Study on Effect of Cd on Polarization of Wurtzite Structure ZnO and Band Offset at Zn0.75Cd0.25O/ZnO Interfaces

Keywords： spontaneous polarization , electrostatic potential average , band offset , Zn1-xCdxO alloy

基于第一性原理GGA+U方法研究了Zn1-xCdxO合金的品格常数以及自发极化随Cd组分x的变化关系,其中极化特性的计算采用Berry-phase方法,同时计算了禁带宽度随Cd组分x的变化关系,并得到了能隙弯曲参数0.69.此外,通过计算宏观平均静电势的方法得到了(5 +3)Cd0.25Cd0.750/ZnO超晶格界面处的价带偏差为0.13 eV,导带偏差与价带偏差的比值为4/13,并且Zn1-xCdxO/ZnO界面两侧能带呈现Ⅰ型排列,这些研究结果将对Zn1-xCdxO/ZnO界面二维电子气的设计与优化起到重要作用.

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