非金属元素N-S共掺杂SnO2电性能第一性原理研究 - 李昊天; 王景芹; 孙绍琦; 张哲; 梁雨婷; 朱艳彩 (功能材料, 2021)
TM501; 基于密度泛函理论第一性原理和平面波超软赝势法,采用广义梯度近似法构建了非金属元素N、S单掺,以及N-S共掺的SnO2的超晶胞,分析这三类超晶胞的焓变、能带图、态密度、电荷布局以及导电率.理论结果表明,N和S单掺杂以及N-S共掺杂都可以使SnO2的带隙变小,能带紧密,而N-S双掺杂的效果最好.其中,在价带中部S原子和N原子的掺入均引入了新能级,S原子的轨道和N原子的轨道与Sn轨道发生杂化,使得电子转移加剧.价带顶被S原子的3p轨道和N原子,2p轨道占据,会有更多的空穴载流子,价带顶部向上移动.N、S原子共掺杂时,轨道共同杂化,效果最明显,电性能变好.