ZnO 中的锌空位-施主杂质复合物

本文报道了采用混合密度泛函理论计算 ZnO 中锌空位（$V_{\text{Zn}}$）与常见施主杂质复合后的热力学稳定性和光学性质的结果。将 $V_{\text{Zn}}$ 与施主复合会依次消除其在带隙中的电荷态跃迁能级，从最负的一个开始。有趣的是，施主的存在仅导致 $V_{\text{Zn}}$ 电荷态跃迁能级位置的微小移动，其符号和大小可以通过考虑空穴-施主排斥的极化子能量模型来解释。通过采用一维位形坐标模型，计算了发光线型和位置。由于上述效应，孤立的 $V_{\text{Zn}}$ 在 \textit{n} 型材料中从主要在红外区域发生跃迁的非辐射缺陷，逐渐转变为与浅施主复合后在可见光范围内具有宽发射的辐射缺陷。