孙正昊，韦 韧，刘玮洁，孙 源，冷 静

（长春工业大学 基础科学学院，吉林 长春 130012）

0 引 言

常温常压下ZnO为六方纤锌矿结构，具有直接带隙，禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，在电学、光学以及磁学等方面具有巨大的应用潜力，是一种新型的半导体光电材料。近年来，人们对ZnO材料做了大量实验与理论方面的研究工作。自然环境下未掺杂的ZnO具有一些天然缺陷，如氧空位、锌填隙，是一种N型导电材料，如何获得稳定的P型导电材料是当前ZnO半导体材料研究的热点之一，现在理论上倾向于采用N和Ⅲ族元素共掺杂来获得P型导电的ZnO薄膜材料。如陈琨［1］等利用第一性原理计算方法对N，In共掺杂实现P型ZnO进行了研究，张金奎［2］等研究了 N，Al掺杂，赵慧芳［3］等研究了N，Ga掺杂；此外，人们对ZnO光学性质也非常感兴趣，如刘建军［4］研究了Ga原子掺杂对ZnO光学性质的影响。事实上通过对掺杂材料的光学性质进行研究，可以更加深入地了解掺杂对材料电子结构以及能态密度的改变。文献［3］只研究了N，Ga共掺杂对ZnO电学性质的影响，而没有考虑N，Ga共掺杂对ZnO光学性质的影响，文中从第一性原理出发，考虑不同掺杂构型，采用超胞模型计算了N，Ga共掺杂对ZnO材料光学性质的影响，并对其进行了理论分析。

当前，在各种新材料研究中，第一性原理计算方法已经被广泛地采用，从微观角度来研究和预测材料的电学、光学以及磁学等宏观物理性质，是目前对半导体材料电子结构及光学性质计算较为准确的理论方法之一。……