Co掺杂β-FeSi_2电子结构及光学性质的第一性原理研究

作     者：闫万珺 周士芸 谢泉 桂放 张春红 郭笑天 

作者机构：安顺学院物理与电子科学系贵州安顺561000 贵州大学理学院新型光电子材料与技术研究所贵州贵阳550025 

基　　金：国家自然科学基金(60566001 60766002) 科技部国际合作重点项目(2008DFA52210) 贵州省科技厅自然科学基金[黔科合J字(2009)2055 黔科合J字(2010)2001] 贵州省教育厅自然科学基金(黔教科2008082)资助课题 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2011年第31卷第6期

页      码：165-171页

摘      要：采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对不同Co含量的β-FeSi2的能带结构,态密度、分态密度和光学性质进行了计算和比较。几何结构和电子结构的计算结果表明,Co掺杂使得β-FeSi2的晶格常数a增大,b和c变化不大,晶格体积增大。Fe1-xCoxSi2的能带结构变为直接带隙,禁带宽度从0.74 eV减小到0.07 eV,Co的掺入削弱了Fe的3d态电子,但费米能级附近的电子态密度仍主要由Fe的3d态电子贡献。此外,Co掺杂导致β-FeSi2的晶格体积增大,这对掺杂后β-FeSi2的带隙变窄起到一定的调制作用。光学性质的计算表明,Co掺入后介电函数虚部ε2(ω)向低能方向偏移,且光学跃迁强度明显减弱,吸收边发生了红移,光学带隙随Co含量增加而减小。计算结果为β-FeSi2光电材料的设计和应用提供了理论依据。

主 题 词：材料 β-FeSi2 电子结构 光学性质 掺杂 第一性原理 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/aos201131.0616003

馆 藏 号：203602290...