掺杂氧化镍中缺陷的光吸收与发光
材料科学
2022-05-06 v1
摘要
氧化镍是一种多用途的 p 型半导体氧化物，在光电子器件中有许多应用，但通常需要高掺杂浓度以实现必要的电导率。与许多其他透明氧化物半导体不同，即使中等水平的 NiO 掺杂也会在可见光谱范围内导致显著的光吸收，限制了该材料的应用范围。这种相关性在文献中已被广泛报道，但其起源至今未知。本工作将多种 NiO 样品的光学性质实验数据与杂化密度泛函理论计算结果相结合。研究表明，强电子-声子相互作用使得从价带顶到缺陷态的光吸收电子跃迁相对于热力学电荷转变能级发生显著蓝移（0.6–1 eV）。这实质上使得 NiO 在中等掺杂水平下即通过缺陷带形成变为窄带隙半导体，并在光子能量约为 1 eV 时产生强光的吸收。计算还被证明与 NiO 中缺陷相关发光的实验数据完全一致。
引用
@article{arxiv.2205.02606,
title = {Light absorption and emission by defects in doped nickel oxide},
author = {Robert Karsthof and Ymir Kalmann Frodason and Augustinas Galeckas and Philip Michael Weiser and Vitaly Zviagin and Marius Grundmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02606},
year = {2022}
}