人工晶体学报

作者：熊明姚, 张锐, 文杜林, 苏欣

单位：1.伊犁师范大学物理科学与技术学院,伊宁 835000;；2.伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁 835000

关键词：氮化铝纳米管,半导体,共掺,p型掺杂,电子结构,第一性原理,

基金：新疆自治区天山英才计划第三期;新疆维吾尔自治区物理学重点学科开放课题(XJZDXK-phy201810);新疆维吾尔自治区“十三五”重点学科资助;新疆自治区天池博士计划

基于第一性原理的平面波超软赝势法对(6, 0)单壁氮化铝纳米管、Ag掺杂,以及Ag和O共掺纳米管进行了几何结构优化。计算讨论了掺杂前后氮化铝纳米管的能带结构、态密度和差分电荷密度。研究显示:本征氮化铝纳米管、Ag掺杂和Ag-O共掺氮化铝纳米管的带隙分别为2.49 eV、1.84 eV和1.80 eV。掺杂构型仍然保持半导体特性,Ag掺杂氮化铝纳米管的价带顶贯穿费米能级从而形成简并态,实现了氮化铝纳米管的p型掺杂,但Ag-4d态和N-2p态电子轨道间有强烈的杂化效应,Ag的单掺总体上是不稳定的。O掺入后,Ag与O之间的吸引作用克服了Ag原子之间的排斥作用,使Ag在氮化铝纳米管中的掺杂更加稳定;共掺纳米管体系的带隙相较于单掺纳米管体系更加窄化,导电性进一步增强。Ag和O共掺有望成为获得p型氮化铝纳米管的有效方法。

来源：2022年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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