تاثير حالت هاي مختلف ناخالصي هيدروژن بر خواص الكتروني و ساختاري اكسيد روي

Effect of different hydrogen dopant states on electronic and structural properties of ZnO

تأثير حالت هاي مختلف ناخالصي هيدروژن بين جايگاهي (H)، در جايگاه اكسيژن (Ho و Ho + H1 بر خواص ساختاري و الكتروني اكسيد روي، در غلظت هاي مختلف 125 / 0، 020 /0و nH 625/ 0 با استفاده از نظريه تابعي چگالي ( GGA + U ) بررسي گرديد. محاسبات نشان دادند كه Ho پايدار ترين حالت بوده و بيشترين تاثير را در همه ي غلظت ها در افزايش شكاف نواري دارد. بر اساس آناليز بيلدر ( Bader ) در حالت آلايش ZnO با Ho يون H در تهي جاي اكسيژن، V2 قرار گرفته و در حالت تركيب Ho + H يك مولكول H2 در v2 گير مي افتد. بنابراين به نظر مي ويسا، تركيب Ho + H مدل مناسبي براي اكسيد روي آلاپيده با مولكول H2 در دماهاي بالا باشد. در نهايت مي توان نتيجه گرفت Ho منبع اصلي رانندگي نوع 71 بوده و نقش برجسته اي در رسانندگي ندارد. رشد نمونه هاي إلا پيده با هيدروژن در اتمسفر بدون اكسيژن، منجر به تهيه نمونه هاي بهتري براي بكارگيري اكسپدهاي هادي شفاف خواهد شد.

The effect of different states including, interstitial and substitutional (for oxygen) position (Hi, HO) and HO+Hi complex on structural and electronic properties of hydrogen doped ZnO for 0.020, 0.0625 and 0.125 nH/nZn concentrations has been studied using density functional theory (GGA+U) calculations. Results have been compared with other available experimental data for these defects. Calculations show that HO is the most stable states and it has the most effect on increase band gap of ZnO in all concentrations. Based on Bader analysis H- ion locates at VO +2 in HO state and HO+Hi state is a H2 molecule trapped in VO +2. So, it seems that HO+Hi complex is an appropriate model for H2 molecule doped at high temperature. Finally, it can result that HO is robust source for n-type conductivity while Hi has not prominent role. Growth of H-doped ZnO in oxygen poor atmosphere leads to the production of better samples for transparent conducting oxide (TCO) applications