in、sc掺杂对srtio3电子结构和光学性质的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,研究了in、scp型掺杂对srtio3母体化合物稳定性、电子结构和光学性质的影响.计算结果表明:掺杂后,srin0.125ti0.875o3和srsc0.125ti0.875o3的稳定性降低,体系显示p型简并半导体特征,掺杂仅引起杂质原子近邻区域的几何结构发生变化.同时,srin0.125ti0.875o3和srsc0.125ti0.875o3体系的光学带隙分别展宽0.35、0.30ev,光学吸收边发生蓝移,在1.25-2.00ev的能量区间出现新的吸收峰,该吸收峰与体系drude型自由载流子的激发相关.此外,srin0.125ti0.875o3和srsc0.125ti0.875o3体系的可见光透过率有了明显的提高,在350-625nm波长范围透过率高于85%.掺杂原子在费米能级处低的电子态密度限制了跃迁概率和光吸收.大的禁带宽度、小的跃迁概率和弱的光吸收是srin0.125ti0.875o3和srsc0.125ti0.875o3体系具有较高光学透明度的原因.