张 牛，刘亚明，张文庆，侯振雨

（1．中原工学院，郑州450007；2．河南科技学院，新乡453003）

Be掺杂浓度对ZnBeO体系电子结构的影响

张 牛1，刘亚明2，张文庆2，侯振雨2

（1．中原工学院，郑州450007；2．河南科技学院，新乡453003）

采用基于密度泛函理论的第一原理方法，计算了Zn16－nBenO16掺杂体系所有的652种不同几何构型．结果表明：掺入ZnO的Be原子均匀分散，不出现聚集，与实验中没有观测到ZnO和BeO出现相分离这一现象吻合；掺杂浓度为25%、50%和75%时，掺杂的Be原子均匀对称地分布在32个原子组成的超原胞中，此时体系处于最稳状态；优化Be浓度从0到100%的掺杂体系几何结构，获得的晶格参数与实验值吻合较好，符合Vegard’Law拟合带隙曲线，得到的禁带弯曲系数b为5．76 eV．

Be掺杂；ZnO；第一原理．

ZnO是一种新型的直接宽带隙纤锌矿半导体材料，室温下禁带宽度达3．37 e V，激子结合能60 me V，具有低介电常数和高化学稳定性等特点．这使得Zn O广泛应用于发光二极管、光电探测器以及生物传感器等领域［1－3］．

由于纯净Zn O仅在紫外波段发光，要想实现Zn O在光电子器件中的广泛应用，则需要对其进行带隙调制．这是目前Zn O应用方面遇到的一大困难，也是研究热点．为了实现可见区发光，则要减小其带隙；为了获得紫外短波光谱和制造量子阱、超晶格，则要增大其带隙．虽然带隙仅为2．3 e V［4］的 Cd O 掺入ZnO后能减小其带隙，但是通过调节Cd的掺杂含量，可使ZnO的发光波段从紫外波段红移到蓝光波段甚至绿光波段．由于Cd O是岩盐结构，掺杂Cd后的Zn1－xCdxO在x小于0．62时能保持纤锌矿结构，在x大于0．62时则出现相分离［5］．Mg O和BeO的带……