稀土元素La掺杂β-FeSi_2的几何结构和电子结构的第一性原理研究  

First principle study on geometric structure and electronic structure of β-FeSi_2 doped rare earth element La

作　　者：张忠政[1] 张春红[1] 闫万珺[1] 周士芸[1] 桂放[1] 郭本华[1] 张在玉[1] 

机构地区：[1]安顺学院物理与电子科学系,安顺561000

出　　处：《原子与分子物理学报》2014年第2期338-342,共5页Journal of Atomic and Molecular Physics

基　　金：贵州省科学技术厅;安顺市人民政府;安顺学院联合科技基金资金资助[黔科合J字LKA(2012)15号];贵州省科技厅自然科学基金项目[黔科合J字(2010)2001];贵州省教育厅自然科学基金项目[黔教科KY(2012)056号];贵州省教育厅2011市州地普通本科高校教育质量提升项目[黔高教发KY(2011)278号];贵州省高等学校航空电子电气与信息网络工程中心资助课题

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,对稀土元素La掺杂β-FeSi2的几何结构、能带结构、态密度进行了理论计算.几何结构的计算表明:La掺杂后使β-FeSi2的晶格常数a、b、c都变大了,使得晶胞体积也相应增大;La掺杂β-FeSi2的置换位置为FeⅡ位.电子结构的计算表明:能带结构为直接带隙,禁带宽度变窄仅为0.013eV;费米面进入价带,能带数目增多,态密度峰值减小,费米面附近载流子浓度显著增大.这些结果为β-FeSi2光电材料掺杂改性的实验和理论研究提供理论依据.By using the first principle pseudo-potential plane-wave method based on the density function theory,the geometrical structure、band structure and density of state for β-FeSi2 doped rare earth element La are calculated and analyzed.The calculated results of the geometrical structure show that the lattice constants a、b、c increase,the volume of lattice expands; the substitution of dopant reveals that La prefers the FeⅡ site.Electronic structure calculation indicates that the band structure is direct semiconductor and the band gap narrows to 0.013eV; the Fermi energy moves to the valences bands,the band increases,the peak of the density of state decreases,the carriers density near the gap increase significantly.These results offer experimental and theoretical data for design and application of optoelectronic material of β-FeSi2.

关 键 词：Β-FESI2 第一性原理 掺杂 几何结构 电子结构 

分 类 号：O474[理学—半导体物理] O481.1[理学—物理]