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HONG786

铜虫 (初入文坛)

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专业: 凝聚态物理

[交流] [交流探讨]关于Cu在ZnO中不同电荷态能级位置

读文献发现有几个基本概念不清楚，请教大家：
问题一，Cu(2+)和Cu(+)在ZnO禁带中有严格的位置吗？
我觉得没有。理由：要确定Cu(2+/+)的位置，得由实验现象而来，即Cu原子与导价带发生电荷转移是基本出发点（这是实验事实），但任何一个电荷转移反应给出的实际上都是反应前后Cu的+2与+1价的能级差，因为不存在Cu原子与ZnO有电荷交换而不改变电荷态。如果有电荷转移于ZnO导，价带与Cu原子之间，则Cu的电荷态必发生变化！所以我认为Cu2+与+在ZnO禁带中没有严格位置，关键在于能量零点（即基态）的选择，而一般的文献涉及到掺杂元素有不同电荷态都默认了一种电荷态能级取在体系基态（比如价带顶），于是另一电荷态的位置，实际就是它俩能级差。这也是为何很多文献只单独标出一种电荷态的位置，而实际物理过程明明是有两种不同的始末电荷状态包含其中的。

问题二，如果分别从电子的观点与空穴的观点来看的话，Cu2+/+ 的位置可以颠倒吗？

我认为是的。就ZnO中的Cu原子能级而言，很多文献从空穴的表象来看的(因为Cu2+的3d壳层恰好缺一个电子，所以用空穴描述更方便)，于是把Cu2+画在Cu+上面(即Cu2+更接近导带底)，那么从电子的观点出发就应该是Cu+在上面了（更接近导带底）。而出发点还是，即价带一个电子需要一定能量才能跃迁到Cu2+上使之变成Cu+（或者说Cu2+的一个空穴跃迁到价带，而自己变成Cu1+）。任何关于以上二者的能级图只要能反应这个实验事实就是对的！所以从电子表象来说Cu+就该在Cu2+上面的。实际上我确实见到一篇文献是这么画的，尽管它没明说！

以上问题困扰我很久了，请求高手指点！！

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