AZO(ZnO:Al)电子结构与光学性质的第一性原理计算

计算了不同Al掺杂浓度下ZnO体系电子结构和光学属性。分析了掺杂对AZO(ZnO:Al)晶体结构、能带、态密度、光学性质的影响, 所有计算都是基于密度泛函理论框架下的第一原理平面波赝势方法。计算结果表明:Al掺杂ZnO在导带底引入了大量由掺杂原子贡献的导电载流子, 明显提高了体系的电导率, 费米能级进入导带。同时, 光学性质的计算表明光学带隙明显展宽, 且向低能方向漂移; AZO透明导电材料的光学透过率在可见光范围内高达85%, 紫外吸收限随着掺杂浓度的增加而发生蓝移。所有计算表明AZO材料可作为优良的透明导电薄膜材料。