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氧化锌(ZnO)是一种IIB-VI化合物半导体材料,由于它具有直接宽禁带3.37eV和激子束缚能室温下高达60mev等优点,有望用于下一代短波长光电器件。在ZnO光电器件的开发应用中,制备出性能优良的结型器件是一个关键的课题。像其它宽禁带半导体材料一样,ZnO材料存在掺杂单极性问题。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理投影缀加平面波(PAW)赝势方法,主要研究了(Li-N)双重受主共掺杂ZnO的作用机制以及(Zr-N)共掺杂ZnO推进p型电导的机理。主要内容与结果如下：
一、基于第一性原理平面波超软赝势方法研究了本征ZnO的电子结构,包括能带结构,态密度等,研究了Li掺杂,(Li-N)共掺杂ZnO的电子结构性质。
二、基于第一性原理投影缀加平面波(PAW)赝势方法,研究了Li掺杂ZnO中的相关缺陷形成能,讨论了(Li-N)共掺杂ZnO中的缺陷复合体作用机制。研究结果表明：富氧条件下,LiZn受主的形成能远低于受主补偿缺陷Lii填隙施主和复合体Lii-LiZn施主,因此Li单独掺杂ZnO可以获得p型电导。双重受主复合体LiZn-NO不可能形成,(Li-N)共掺杂ZnO的p型电导主要归因于LiZn受主；某些特定生长条件下,附加引入N元素的作用可能有助于补偿Lii施主缺陷。
三、研究了Zr掺杂ZnO和(Zr-N)共掺杂ZnO的电子结构和各缺陷的形成能。结果表明：大多数生长条件下,ZrZn缺陷的形成能低于Zri,ZrO缺陷形成能,说明Zr原子倾向于取代Zn位,价带顶附近表现为+2价取代缺陷。中性复合体(N-Zr-N)在本征ZnO价带顶上引入一全占据的杂质带,可以启到降低N受主的离化能的作用,从而有助于获得p型电导的ZnO。与(Ga-N)共掺杂ZnO相比,(Zr-N)共掺杂更容易形成受主杂质带。因此认为,(Zr-N)共掺杂ZnO是一种有希望获得更好p型电导ZnO的掺杂方法。