Si掺杂过渡元素Sc、Ti、V、Cr电子结构研究

文章采用第一性原理的平面波赝势方法,对单晶Si掺杂4种过渡元素的体系从晶格参数、电子结构以及光学性质等方面进行了理论计算与研究。计算结果表明,在4种掺杂元素中,掺杂Cr元素的晶格参数、晶胞体积反而变小,晶胞能最低,体系也最稳定。从体系的电子结构分析发现,在单晶Si中掺杂这4种过渡元素时,掺杂Cr元素的体系杂化最为剧烈,吸收峰位于费米面以上的2.42～2.80eV区域,是由Si的2p电子与Cr的3d轨道作用所致,在该区域的波长为443～513nm,位于可见光区,同时掺杂Cr的体系最稳定。