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zhengbiju1833

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[交流] 【求助】禁带宽度问题

氧化锌禁带宽度为3.24，氧化镉为2.4ev
在氧化锌里掺杂镉（5%），生成zncdo 薄膜，禁带宽度变小了

为什么？请用能带理论解释。

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1楼 2010-03-25 22:37:38

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jadejade

新虫 (初入文坛)

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可以啊，两种组分的合成后，禁带宽度是在两种组分之间的吧
有公式可以计算最后生成材料的禁带宽度，你找找相关书籍

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2楼2010-03-26 09:11:21

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250895421

木虫 (正式写手)

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掺杂后不一定是完美的晶格取代，有可能是间隙或者其他的情况，导致了禁带宽度减小。具体可能没有什么很好的计算公式吧

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3楼2010-03-26 10:40:27

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wyraul

银虫 (正式写手)

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楼主所说的这个问题实际上是一个合金能带随组分的变化的问题.经验上可以用Varishin的公式来估计合金带隙.就如上面有朋友所说当你都保持纯组分的情况下, 在这种理想的情况下, 他们具有确定的带隙, 当你引入另外一种元素的时候, 其带隙应该介于两纯组元半导体之间.
如果非要从能带理论上去讲,不妨这样理解, 当你在一种纯组元半导体中引入另外一种元素的时候, 必将打乱原有母体固有的周期结构, 无论新的元素是处于正常格为或者非格位. 从能带理论的观点来讲,能带是由于格点原子能级由于原子间得相互作用和晶格周期性条件下展宽而来.在这种情况下,由于Cd-O,和Zn-O原子间得相互作用不同,原来你所关注的能带在合金体系下将既不完全来自与Zn-O也不完全来自与Cd-O,从统计上讲,而是介于两者之间的一种相互作用.所以其合金带隙会不同于单纯的ZnO或者CdO.
这种统计上的原因就归结在Varshin表达式的Bowing parameter里面.
从另一个角度来讲(比较非物理的),,当你引入第三种元素的时候,我们客观上需要去构建另外一个比原来大得多的周期单元去满足晶格平移的周期性,这样一个相对大的晶格周期和介于两者之间的等效的原子间的耦合,从自由电子近似模型下得到的关于带隙的表达式不难发现,这将会引起带隙的窄化.

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4楼2010-03-26 13:30:34

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