14电子技术第52卷第4期（总第557期）2023年4月Electronics电子学掺杂浓度为25%的掺杂体系。砷化镓的电子结构和光电特性的第一性原理模拟计算将采用密度泛函理论MaterialsStudio软件中的CASTEP模块。电子交换关联能采用GGA-PBE的广义梯度近似，离子实和价电子之间的相互作用势选取超软赝势法进行描述。选取的价层电子分别为：Ga:3d104s24p1、P:3s323p3、Sb:5s25p3、As:4s24p3。2结果与讨论2.1能带结构分析图2为P，Sb掺杂，P和Sb共掺体系的能带结构。费米能级附近的电子结构是影响固体光电性质的主要因素，选取-4～10eV区间能带结构进行分0引言砷化镓为第二代半导体材料，有宽禁带（Eg=1.424eV）、电子迁移率高、抗辐射性强等特点，常用于集成电路衬底、探测器原件、超高频/速器件。本征材料经掺杂后，各物理性能将得到一定程度改善。本征GaAs未经掺杂有局限性，如红外光吸收率低，不能有效地与热辐射器相适应及其转化率不高等限制。MA等[1]研究了闪锌矿结构CuxGa1-xAs(x=3.125%、6.25%和12.5%）的电子结构和光学性质，结果表明，随掺杂的浓度逐渐提高，光吸收能力加强，吸收光谱红移。磁性方面，Gong等[2]使用铁磁金属掺杂，并计算了Mn掺杂GaAs。到现在为止，虽有Pb掺杂的研究，但缺少P，Sb共掺的研究。本文基于密度泛函理论对各掺杂体系电子结构及其光学性质进行研究讨论，期望P，Sb的掺杂可以提高GaAs的光电性能，并应用于半导体激光领域。1理论模型与计算方法GaAs是具有闪锌矿结构的晶体，属立方晶系F-35m空间群，晶格常数a=b=c=0.5653nm。设计单包结构，如图1（a）棕色为Ga原子，紫色为As原子。考虑边界效应作用，用一个P、Sb分别去取代位于中心的As原子，结构如图1（b）,图1（c）所示，得到作者简介：王平，伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室；研究方向：电子学。收稿日期：2022-12-14；修回日期：2023-04-12。摘要：阐述基于密度泛函理论的第一性原理对本征GaAs及P、Sb掺杂GaAs晶体的电子结构及光学性质的理论计算和对比研究。结果表明，三种掺杂体系中Sb掺杂体系的反射和吸收率最大。关键词：GaAs掺杂，第一性原理，电子结构，光学性质。中图分类号：TN304文章编号：1000-0755(2023)04-0014-02文献引用格式：王平.P,Sb掺杂GaAs电子结构与光学性质的第一性原理分析[J].电子技术,2023,52(04):14-15.P,Sb掺杂GaAs电子结构与光学性质的第一性原理分析王平（伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室，新疆835000）Abstract—Thispaperde...
